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慣性測(cè)量單元（Inertial Measurement Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)IMU）是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角（或角速度）以及加速度的裝置。IMU屬于捷聯(lián)式慣導(dǎo)，該系統(tǒng)由兩個(gè)加速度傳感器與三個(gè)速度傳感器（陀螺）組成，加速度計(jì)測(cè)量物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，而陀螺檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，測(cè)量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。在導(dǎo)航中有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。

成果簡(jiǎn)介： 慣性測(cè)量單元（Inertial Measurement Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)IMU）是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角（或角速度）以及加速度的裝置。IMU屬于捷聯(lián)式慣導(dǎo)，該系統(tǒng)由兩個(gè)加速度傳感器與三個(gè)速度傳感器（陀螺）組成，加速度計(jì)測(cè)量物體在載體坐標(biāo)系統(tǒng)獨(dú)立三軸的加速度信號(hào)，而陀螺檢測(cè)載體相對(duì)于導(dǎo)航坐標(biāo)系的角速度信號(hào)，測(cè)量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態(tài)。在導(dǎo)航中有著很重要的應(yīng)用價(jià)值。 技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)指標(biāo) 單位 型號(hào) UESTCME-1 UESTCME-2 UESTCME-3 軸數(shù) 個(gè) 3 3 3 加速度量程 ±10g ±35g ±35g 加速度精度 2.8 5.5 11 加速度靈敏度 mV/g 100±2 20±1 40±1 加速度零點(diǎn)穩(wěn)定性 mg/hr 15 60 40 加速度溫度漂移 % <2% <2% <2% 角速度量程 o/s ±150 ±300 ±300 角度精度 度 0.1 0.2 0.1 角度靈敏度 mV/o/s 6±1 6±1 25±1 角度零點(diǎn)漂移 o/hr 0.3 1.0 0.3 角度溫度漂移 % <2% <5% <2%

MEMS氣象站可實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、壓力和風(fēng)速等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

在空氣動(dòng)力學(xué)研究、飛行器及發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)、流體力學(xué)及水工試驗(yàn)、水輪機(jī)及 水下兵器試驗(yàn)、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，化爆或核爆沖擊波等許多研究中，出于對(duì)不改變被測(cè)流場(chǎng)的 考慮或受安放位置局限，必須原位測(cè)壓時(shí)，常常對(duì)傳感器的外形尺寸的微型化有較為苛刻的 要求，以期在不干擾流場(chǎng)狀態(tài)情況下，復(fù)現(xiàn)動(dòng)態(tài)流場(chǎng)的變化規(guī)律。XJG4 微型壓力傳感器正 是為這些應(yīng)用開(kāi)發(fā)的，它采用了微型化設(shè)計(jì)的微機(jī)械加工工藝制成集成壓阻力敏元件，進(jìn)行 精致巧妙的微型封裝，通常外徑在Φ8mm 到Φ15mm、長(zhǎng)度不超過(guò) 25mm，并且可按照用戶(hù)要求 的形狀與尺寸定制。微型壓力傳感器系列以其小巧的外形、高輸出、高溫、優(yōu)異的動(dòng)態(tài)和靜 態(tài)特性以及極高的可靠性而顯示其特色。

 1988年國(guó)際上提出的MEMS(MicroElectroMechanical System)技術(shù)是將IC工藝和機(jī)電設(shè)計(jì)相結(jié)合制造微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)的新技術(shù)，也稱(chēng)硅MEMS。作為對(duì)硅MEMS的補(bǔ)充和發(fā)展，非硅材料種類(lèi)繁多、性能各異，能滿(mǎn)足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求，我們?cè)趪?guó)家863 計(jì)劃等項(xiàng)目支持下于九十年代初首先提出并創(chuàng)立了非硅MEMS技術(shù)。 提出非硅MEMS新概念和總體思路；開(kāi)發(fā)了以金屬基為主的多種材料兼容的非硅表面微加工、高深寬比三維微加工等成套非硅微加工技術(shù)，為非硅MEMS發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)；把經(jīng)典原理和非硅微加工結(jié)合，開(kāi)發(fā)了一系列壓電、靜電、磁電、微流體、慣性等種類(lèi)的微器件和微系統(tǒng)，形成若干具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專(zhuān)利群；并將非硅MEMS應(yīng)用于生物芯片、微引信、信息、光器件、復(fù)合膜模具、國(guó)防武器、非硅MEMS生產(chǎn)線(xiàn)等眾多領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益，推動(dòng)和引領(lǐng)了我國(guó)非硅MEMS技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。  非硅MEMS技術(shù)及其應(yīng)用獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)（2008，2000），省部一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，獲2009年中國(guó)工業(yè)博覽會(huì)創(chuàng)新獎(jiǎng)；授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利200多項(xiàng)；出版MEMS專(zhuān)著6部。

"該成果獲2018年度高等學(xué)校科學(xué)研究?jī)?yōu)秀成果獎(jiǎng)（科學(xué)技術(shù)）技術(shù)發(fā)明類(lèi)一等獎(jiǎng)。1. 針對(duì)MEMS風(fēng)速風(fēng)向傳感器低風(fēng)速誤差大、高風(fēng)速難以測(cè)量的問(wèn)題，發(fā)明了風(fēng)速風(fēng)向傳感器深槽隔熱結(jié)構(gòu)，降低了襯底橫向熱傳導(dǎo)，提高了靈敏度，降低了測(cè)量誤差，擴(kuò)大了傳感器的量程。 2. 針對(duì)MEMS風(fēng)速風(fēng)向傳感器高風(fēng)速難以測(cè)量的問(wèn)題，建立了傳感器系統(tǒng)級(jí)模型，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制；提出了風(fēng)速風(fēng)向傳感器的溫度自平衡測(cè)控方法，實(shí)現(xiàn)了60m/s的量程，解決了長(zhǎng)期以來(lái)風(fēng)速風(fēng)向傳感器量程難以提高的技術(shù)難題。 3. 針對(duì)MEMS風(fēng)速風(fēng)向傳感器野外工作防護(hù)技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明了風(fēng)速風(fēng)向傳感器的陶瓷圓片級(jí)倒裝封裝技術(shù)，提出了導(dǎo)熱凸點(diǎn)與導(dǎo)電凸點(diǎn)結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)；發(fā)明了傳感器嵌入式組裝結(jié)構(gòu)，突破了傳感器野外工作的可靠性技術(shù)瓶頸。 4. 針對(duì)MEMS風(fēng)速風(fēng)向傳感器受環(huán)境溫度、濕度影響問(wèn)題，在國(guó)際上首次建立了風(fēng)速風(fēng)向傳感器的濕度效應(yīng)模型；基于傳感器材料與結(jié)構(gòu)的溫度特性，建立了風(fēng)速風(fēng)向傳感器溫度效應(yīng)模型，保障了傳感器長(zhǎng)期工作的穩(wěn)定性。 "

本發(fā)明公開(kāi)了一種 MEMS 器件的封裝方法，包括 S1 在框架基 板與封蓋的內(nèi)表面上對(duì)稱(chēng)附著圖形化的過(guò)渡金屬化層和釬料層；S2 在 框架基板的釬料層上附著圖形化的自蔓延多層膜；S3 將芯片鍵合固定 在框架基板上并實(shí)現(xiàn)信號(hào)互連；S4 將固定有芯片的框架基板與封蓋進(jìn) 行除氣除濕處理后對(duì)準(zhǔn)堆疊形成封裝結(jié)構(gòu)；S5 對(duì)封裝結(jié)構(gòu)施加壓力、 預(yù)熱后引燃自蔓延多層膜，自蔓延多層膜燃燒并熔化釬料層實(shí)現(xiàn)冶金 互連。本發(fā)明將封蓋直接與框架

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于MEMS傳感器和VLC定位融合的雙粒子濾波導(dǎo)航裝置和方法，包括MEMS傳感器、INS模塊、PDR定位模塊、VLC定位模塊、測(cè)姿粒子濾波器和定位粒子濾波器；本發(fā)明在測(cè)姿濾波器的設(shè)計(jì)中，三維姿態(tài)誤差和三軸陀螺儀漂移作為6維的狀態(tài)向量?；趹T導(dǎo)機(jī)械編排的誤差方程作為其系統(tǒng)方程，用于更新粒子狀態(tài)。觀(guān)測(cè)方程包括加速度計(jì)觀(guān)測(cè)量更新和磁力計(jì)觀(guān)測(cè)量更新，用于計(jì)算粒子權(quán)重。測(cè)姿濾波器輸出VLC接收器的姿態(tài)給VLC定位模塊以校正姿態(tài)的影響。在定位濾波器的設(shè)計(jì)中，二維平面的位置信息作為系統(tǒng)狀態(tài)向量，基于行人航位推算的誤差方程作為系統(tǒng)方程，而VLC的定位結(jié)果則作為定位濾波器的觀(guān)測(cè)方程。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于MEMS傳感器和VLC定位融合的單粒子濾波導(dǎo)航裝置和方法，包括MEMS傳感器、INS模塊、VLC定位模塊、PDR定位模塊和測(cè)姿定位單粒子濾波器模塊；本發(fā)明中基于INS慣導(dǎo)機(jī)械編排的誤差方程作為融合濾波器的系統(tǒng)方程，用于對(duì)粒子群的粒子進(jìn)行更新。觀(guān)測(cè)方程包括VLC定位信息更新、PDR定位信息更新和磁力計(jì)觀(guān)測(cè)量更新，用于計(jì)算各個(gè)粒子的權(quán)重。輸出姿態(tài)信息給VLC定位模塊和PDR定位模塊。本發(fā)明首次在VLC定位領(lǐng)域使用融合測(cè)姿準(zhǔn)確估計(jì)VLC接收器的姿態(tài)信息，解決VLC定位容易受接收器姿態(tài)影響以及在光信號(hào)被遮擋情況下定位不連續(xù)的問(wèn)題，并消除姿態(tài)對(duì)VLC定位的影響。

已有樣品/n該研究得到科技部“863計(jì)劃”資助（編號(hào)：2005AA404220），旨在研制與無(wú)損血糖監(jiān)測(cè)耦聯(lián)的閉環(huán)式人工胰島微系統(tǒng)，將檢測(cè)和治療系統(tǒng)集成。減小系統(tǒng)體積、減輕重量，提高可靠性，方便使用；集成血糖儀、微泵、硅針、微流通道與控制系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)無(wú)痛化注射。成果的先進(jìn)性或獨(dú)特性：該研究研制與無(wú)損血糖監(jiān)測(cè)耦聯(lián)的閉環(huán)式人工胰島微系統(tǒng)，將檢測(cè)和治療系統(tǒng)集成。減小系統(tǒng)體積、減輕重量，提高可靠性，方便使用；集成血糖儀、微泵、硅針、微流通道與控制系統(tǒng)于一體，實(shí)現(xiàn)無(wú)痛化注射。目