应用范例

仓库自动化系统目前使用叉车和传送带系统移动材料，以管理库存并满足需求。叉车需要直接人为控制，而传送带系统则需要定期维护。

为使仓库价值最大化，许多仓库正在进行重新配置，从而为自主机器人平台的应用敞开了大门。一组机器人仅需要更改软件、对机器人导航系统进行再培训就能适应新任务，完全不需要实施大量工程作业来改造叉车和传送带系统。

仓库交货系统中的关键性能要求是机器人必须能够保持行程模式的一致性，并且可在有障碍物移动的动态环境下安全执行机动动作，避免人员安全受到影响。为了说明在此类应用中MEMS陀螺仪反馈对Seekur的价值，Adept MobileRobots用实验方式分别展示了在不使用和使用MEMS陀螺仪反馈的情况下，Seekur维持重复路径的性能(图6)。应注意，为了研究MEMS陀螺仪反馈的影响，该实验未采用GPS或激光扫描校正。
 

未使用 MEMS 陀螺仪反馈时的 Seekur 路径精度

使用 MEMS 陀螺仪反馈时的 Seekur 路径精度

比较图6的路径轨迹，很容易看出两者在维持路径精度上的差异。应注意，这些实验中采用的是早期MEMS技术，支持约0.02°/s的稳定度。目前的陀螺仪在相同的成本、尺寸和功率水平下，性能可提高两到四倍。随着这一趋势的延续，在重复路径上维持精确导航的能力将继续改善，这将为开发更多市场和应用(例如医院标本和补给品递送)带来机遇。

用机器人完成补给品护送

目前美国国防高级研究计划局(DARPA)在提案中仍强调更多地利用机器人技术来提升军力。补给品护送便是这类应用的一个范例，此时军事护送队伍暴露于敌方威胁之下，同时不得不按可预测的模式缓慢移动。精确导航让机器人(如Seekur)可在补给品护送方面承担更多责任，减少途中人员的暴露危险。

一个关键性能指标是控制GPS运行中断条件，此时MEMS陀螺仪驶向反馈特别有用。最新Seekur导航技术正是针对这一环境而开发的，它使用MEMS惯性测量单元(IMU)提高了精度，并且能在未来不断采纳地形管理和其他功能领域的新技术成果。

为了测试该系统在使用和不使用IMU时的定位性能，对室外路径误差进行了记录和分析。图7比较了仅使用测程法时相对于真实路径(源自GPS)的误差与在卡尔曼滤波器内结合使用测程法与IMU时的误差，后者的位置精度是前者的近15倍。
 

图7：比较仅使用测程法时（蓝色）和使用测程/IMU组合法时（绿色）的Seekur位置误差，
结果表明后一方法能够显著提高性能

未来发展

机器人平台开发人员发现，MEMS 陀螺仪技术为改善导航系统方向估算和总体精度提供了经济高效的方法。预校准的系统就绪型器件使得简单的功能集成得以实现，有利于开发工作顺利起步，并让工程师可集中精力开展系统优化。随着 MEMS技术持续改善陀螺仪噪声、稳定性和精度指标，精度和控制水平将不断提高，从而可为自主机器人平台继续拓展新的市场。诸如Seekur等系统的下一代开发工作可从陀螺仪过渡到完全集成的6自由度(6DoF) MEMS传感器。虽然面向偏航的方法很有用，但世界毕竟不是平面的，目前及未来的许多其他应用可以利用集成MEMS单元进行地形管理并进一步提高精度，并通过三个陀螺仪实现完全对准反馈和校正。