精密導(dǎo)航功能通常易與汽車、飛機、船舶聯(lián)系在一起，但事實上，在工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域，導(dǎo)航功能同樣得到廣泛應(yīng)用，從工廠機械和手術(shù)機器人到應(yīng)急響應(yīng)跟蹤。
導(dǎo)航問題
目前有許多方案可以取得指向、駕駛、導(dǎo)向設(shè)備的位置、方向和運動等信息。實際上，許多應(yīng)用依賴全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)的情況越來越普遍。但是，在面臨室內(nèi)導(dǎo)航以及在處理更復(fù)雜并與環(huán)境相關(guān)的挑戰(zhàn)時，只靠GPS是不夠的。
對于此類應(yīng)用，可以采用不同類型的傳感器來改善系統(tǒng)從異常動作判斷實際運動的能力。用以處理特殊導(dǎo)航問題的特定傳感器，其能力不僅取決于傳感器的性能，同時也要依據(jù)應(yīng)用的獨特動態(tài)特性而定。
大多數(shù)應(yīng)用包含不同的檢測技術(shù)，其中沒有任何一項技術(shù)能夠獨立地滿足應(yīng)用要求。對于GPS，障礙物會阻斷衛(wèi)星接收，因而容易發(fā)生錯誤。另一種常見的導(dǎo)航輔助設(shè)備是地磁儀，此裝置需要清晰地接觸地球的磁場，然而在工業(yè)環(huán)境中會有許多磁場干擾，造成地磁儀的可靠性無法始終處于最佳狀態(tài)。光學(xué)傳感器會受到視線阻礙的影響，慣性傳感器一般來說不會受到這些干擾，但其自身也存在一些限制，例如缺乏絕對參考點(哪里是北方?)。
傳感器選擇
汽車行業(yè)20年的應(yīng)用歷史證明，MEMS慣性傳感器具有高可靠性，同時具有低功耗、小尺寸和低成本的優(yōu)勢，在手機和視頻游戲中的成功應(yīng)用說明它在商業(yè)上也極具吸引力。然而，現(xiàn)有的性能水平卻存在著很大的差異，適合游戲的器件并不能處理高性能導(dǎo)航問題。舉例來說，精密工業(yè)和醫(yī)療導(dǎo)航所需的性能水平通常比消費電子設(shè)備所用MEMS傳感器的性能水平高出一個數(shù)量級。
大多數(shù)情況下，設(shè)備的運動相對復(fù)雜(多軸運動)，因此需要完整的慣性測量單元(IMU)，可整合多達六個自由度的慣性移動(三組線性與三組旋轉(zhuǎn))。
舉例來說，ADI公司的ADIS16334 iSensor IMU能夠適應(yīng)許多工業(yè)儀器和汽車應(yīng)用。許多情況下，可以整合四個或更多的額外自由度，包括三軸磁力檢測和單軸壓力(海拔高度)檢測。
慣性測量單元可以輸出高度穩(wěn)定的線性與旋轉(zhuǎn)傳感器值，這些值必須針對下列影響因素進行補償：
溫度和電壓漂移
偏置、靈敏度和非線性度
振動
X、Y、Z軸對準誤差
慣性傳感器會因為其品質(zhì)而具有不同的漂移度，設(shè)計人員可以利用GPS或是地磁儀來校正此漂移。
除了良好的傳感器設(shè)計以外，導(dǎo)航應(yīng)用最主要的挑戰(zhàn)則是決定不同時候以哪些傳感器為準。慣性MEMS加速度計和陀螺儀已經(jīng)證明，它對于設(shè)計人員完成一套完整功能的檢測系統(tǒng)設(shè)計，具有良好的輔助作用。
在GPS信號會中斷以及機械和電子設(shè)備產(chǎn)生磁力干擾的室內(nèi)工業(yè)或醫(yī)療環(huán)境中，設(shè)計人員必須通過非傳統(tǒng)方案實現(xiàn)機械導(dǎo)引。許多新興應(yīng)用，例如手術(shù)工具導(dǎo)航等，所需要的精度顯著高于汽車導(dǎo)航。在所有這些情況中，慣性傳感器都是一個選項，能夠在視線受阻或是其他干擾來源會對非慣性傳感器造成不利影響時，提供維持精確度所需的航位推算指引。
