我國突破新一代陀螺儀:將影響陀螺儀下遊應用市場

2021-01-15 中國指揮與控制學會

3月30日，我國首個基於磁共振的原子自旋陀螺儀原理樣機研製成功，該技術將應用於大眾定位導航市場，並將對陀螺儀下遊應用市場產生影響。



微信搖一搖功能的實現，便離不開陀螺儀傳感器技術。資料圖


陀螺儀晶片技術簡介


陀螺儀和我們並不遙遠。陀螺儀又叫角速度傳感器，大家熟知的微信搖一搖功能的實現，便是依靠陀螺儀傳感器晶片實現的。去年我國出貨的5億部手機所用陀螺儀傳感器幾乎完全依賴進口。業內人士認為，隨著該技術取得突破，下遊應用的市場空間巨大。


近年來，慣性導航和制航技術在航空航天以及國民經濟的各個領域有著廣泛的應用，陀螺儀作為這項技術的核心部件，其精度指標直接影響到導航精度。


其中，基於原子自旋效應發展起來的原子陀螺儀，以其超高的理論精度成為目前世界各國首要發展的最新一代陀螺儀。



傳統機械陀螺儀結構示意圖，資料圖


我國原子自旋陀螺儀技術實現突破


據介紹，我國「十二五」863計劃地球觀測與導航技術領域主題項目「基於磁共振的微小型原子自旋陀螺儀關鍵技術」，攻克了核自旋-電子自旋耦合極化與檢測等精密量子操控技術，完成了小型化磁共振氣室、高效磁屏蔽等元件的精密設計與製造，並研製成功我國首個基於磁共振的原子自旋陀螺儀原理樣機。樣機零偏穩定性優於2°/h，成為世界上第二個掌握該技術的國家，與美國技術差距從10年縮小到7年。


科技部人士表示，原子陀螺儀的技術突破使現有應用於高端裝備的無縫定位導航系統的體積、質量、功耗、成本等下降約兩個數量級，將應用於大眾定位導航市場，可在微小體積、低成本條件下實現米級定位精度，提供不依賴衛星的全空域、全時域無縫定位導航新能力。



村田MEMS陀螺儀產品


該技術突破將對下遊應用市場產生影響


項目所取得的研究成果將提高基於磁共振的微小型原子自旋陀螺儀的精度與集成度，為支撐我國量子導航領域的發展打下了堅實的技術基礎。隨著技術取得突破，下遊應用的市場空間也將逐步放大。


首先體現在智慧型手機領域。我國是智慧型手機的生產和消費大國，幾乎每部手機都會用到一到兩個陀螺儀。這些陀螺儀目前幾乎完全依賴進口，這也意味著未來的進口替代空間巨大。



在日益流行的增強現實設備領域，陀螺儀的應用需求廣泛。資料圖


其次，蓬勃發展的電競行業對陀螺儀的需求旺盛。例如，在飛行遊戲，體育類遊戲，甚至包括一些第一視角類射擊遊戲中，陀螺儀完整監測遊戲者手的位移，從而實現各種遊戲操作效果。


最後，增強現實功能亟需陀螺儀提供硬體支持，這也是未來最有前景和應用範圍的用途。增強現實技術，是一種實時地計算攝影機影像的位置及角度並加上相應圖像的技術，這種技術的目標是在屏幕上把虛擬世界套在現實世界並進行互動。


來源：傳感器專家網


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