سنسور ناوبری و اینرسی (Navigation and Inertial Sensors)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور ناوبری و اینرسی (Navigation and Inertial Sensors) :
این دسته شامل سنسورهایی است که برای تعیین موقعیت، سرعت، و جهت گیری (attitude) یک جسم متحرک (مانند هواپیما، کشتی، خودرو، موشک، ربات، یا تلفن همراه) استفاده می شوند. ناوبری اینرسی (Inertial Navigation) یک روش خودمختار است که با اندازه گیری شتاب و سرعت زاویه ای، تغییرات موقعیت و زاویه را محاسبه می کند. سنسورهای این دسته معمولا با یکدیگر ترکیب می شوند تا یک سیستم کامل ناوبری را تشکیل دهند.
انواع سنسورهای ناوبری و اینرسی (که بسیاری قبلا توضیح داده شده اند):
شتاب سنج (Accelerometer): اندازه گیری شتاب خطی.
ژیروسکوپ (Gyroscope): اندازه گیری سرعت زاویه ای.
مغناطیس سنج (Magnetometer): اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین برای تعیین جهت (قطب نما).
واحد اندازه گیری اینرسی (IMU - Inertial Measurement Unit): ترکیبی از شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها (معمولا سه محوره) که شتاب و سرعت زاویه ای را در سه جهت ارائه می دهد.
سیستم ناوبری اینرسی (INS - Inertial Navigation System): یک IMU به همراه یک پردازشگر که با انتگرال گیری از داده های IMU (با استفاده از الگوریتم های تلفیق حسگر مانند فیلتر کالمن)، موقعیت، سرعت و وضعیت (زاویه) را محاسبه می کند.
GPS (Global Positioning System): گیرنده ماهواره ای برای تعیین موقعیت مطلق.
سنسورهای کمکی: مانند سنسور فشار هوا (برای تخمین ارتفاع)، سنسور دما، و سنسور سرعت چرخ (در خودروها).
در ناوبری مدرن، از تلفیق داده های حسگرهای مختلف (Sensor Fusion) برای دستیابی به دقت و قابلیت اطمینان بالا استفاده می شود. مثلا، ترکیب GPS (که دقت بلندمدت خوبی دارد اما ممکن است قطع شود یا دقت پایینی در محیط های شهری داشته باشد) با IMU (که دقت کوتاه مدت بالایی دارد اما با گذشت زمان دچار رانش (drift) می شود) یک راه حل قدرتمند است.
\[ \vec{a}(t), \vec{\omega}(t) \xrightarrow{\text{integration}} \vec{v}(t), \vec{\theta}(t) \xrightarrow{\text{integration}} \vec{p}(t) \]