U.S. IMU and Inertial Navigation System (INS) Market Size, Share, COVID-19 & Russia Ukraine War Impact Analysis, By Component (Accelerometer, Gyroscope, Magnetometer, and Inertial Navigation System), By Technology (Mechanical Gyro, Ring Laser Gyro, Fiber Optics Gyro, MEMS, Hemispherical Resonator Gyroscope (HRG), and Others), By Platform (Aerotransportado, terreno, marítimo e espaço), por usuário final (aeroespacial e defesa, eletrônica de consumo, marinho/naval, automotivo e outros) e previsão regional, 2023-2030

O tamanho do mercado do sistema de navegação IMU e de navegação inercial dos EUA (INS) foi avaliado em US $ 4,57 bilhões em 2022 e deve crescer de US $ 4,89 bilhões em 2023 para US $ 8,96 bilhões até 2030, exibindo um CAGR de 9,0% durante o período de previsão.

O dispositivo IMU consiste em um acelerômetro, giroscópio e magnetômetro para medir o movimento e a orientação de um objeto. O giroscópio mede a taxa angular, e um acelerômetro mede e relata a força específica. Os sensores de acelerômetro também podem medir a aceleração e a velocidade. O dispositivo IMU também pode medir a gravidade específica e a taxa angular do objeto anexado a ele. O magnetômetro mede a força do campo magnético. Esses sensores podem medir a velocidade atual de qualquer plataforma integrada do sensor inercial. Eles podem medir a taxa de volta, o título, a inclinação e a aceleração. Um dispositivo IMU fornece um local de destino no espaço tridimensional.

O sistema de navegação inercial é um dispositivo eletrônico que determina a direção, a velocidade, a localização e a orientação de um objeto usando sensores inerciais adquiridos localmente e estratégias de agitação morta inercial. Um sistema de navegação inercial consiste em umSistema de satélite global de navegação (GNSS)receptor, unidade de medição inercial ou outros dispositivos de detecção de movimento. Todos esses componentes trabalham juntos para determinar a localização exata de um objeto. O INS também inclui uma unidade computacional que analisa e rastreia os dados medidos de sensores inerciais. Aplicações crescentes do sistema de navegação IMU e inercial em carros autônomos, UAVs e robôs aumentarão o mercado nos EUA

Impacto covid-19

Efeitos duplos da Covid-19: Automotivo e aeroespacial dissuadido enquanto a saúde e a eletrônica prosperaram

A pandemia interrompeu as cadeias de suprimentos globais, levando a atraso em vários horários de projeto que acabaram impactando a demanda. Por exemplo, em 2021, a KVH Industries, com sede nos EUA, anunciou que o covid-19 pandêmico impactou adversamente a cadeia de suprimentos da empresa e causou atrasos na entrega de matérias-primas, peças e outros suprimentos necessários para suas operações comerciais. No segmento de navegação inercial da KVH, as vendas de produtos Tacnav diminuíram 27%. O Tacnav é um sistema de navegação tático usado para aplicações militares.

Além disso, muitas indústrias que dependem do IMUS, como aeroespacial, automotivo e outras, experimentaram demanda reduzida devido a restrições de viagem, desacelerações econômicas e medidas de bloqueio. Aeronaves, robôs industriais, carros autônomos, UAVs, satélites e outras plataformas, que são usuários finais da IMU eSistema de Navegação Inercial (INS), enfrentou atraso devido à escassez de matérias -primas, mão de obra qualificada e desligamento temporário das instalações de fabricação devido à pandemia.

No entanto, as indústrias de saúde, eletrônicos de consumo, jogos e esportes experimentaram crescimento positivo. O IMUS foi usado em alguns casos para monitorar o movimento do paciente e auxiliar em aplicações de telemedicina. A detecção de atividade física permite o monitoramento automatizado de pacientes sem interação física com cuidadores/médicos. Além disso, o aumento da aplicação de sensores vestíveis durante o Covid-19 catalisou o crescimento do mercado dos EUA.

Impacto da Guerra da Rússia-Ucrânia

A Guerra da Rússia-Ucrânia afeta positivamente o mercado de sistemas de navegação IMU e de navegação dos EUA

A Guerra da Rússia-Ucrânia aumentou a demanda por IMU/INS como aeroespacial e defesa é uma das maiores indústrias de uso final. As principais empresas estão investindo ainda mais em novas tecnologias para melhorar a IMU/INS em aplicativos aeroespaciais e de defesa para combater as tecnologias anti-campeões.

• Por exemplo, desde o início da guerra em fevereiro de 2022, a Rússia adotou e implantou um novo dispositivo de interferência que emite bloqueio eletrônico em todas as frequências e distâncias mais longas. Isso pretendia impedir a Ucrânia de usar armas guiadas por GPS, como mísseis GMLRs e bombas JDAM guiadas por GPS. As armas guiadas por GPS da América estão equipadas com um backup de sistema de navegação IMU e de navegação inercial, fornecendo orientação precisa se o sinal do GPS for interrompido ou bloqueado.

O novo jammer da Rússia parecia ter conseguido reduzir a eficácia do backup do INS, batendo sinais de GPS rapidamente e longe do alvo. Isso indica que o IMU e o sistema de navegação inercial receberam atualizações de localização incorretas e não conseguiram executar um backup eficaz para o GPS. Isso já foi reconhecido como um problema em potencial um ano antes da invasão da Ucrânia pela Rússia. Os militares israelenses anunciaram que Israel era o principal patrocinador do novo Centro Avançado de Tecnologia de Navegação.

Esta nova divisão da IAI estatal (Israel Aerospace Industries) desenvolverá e fabricará uma nova geração de tecnologia INS que complementa ou substitui a orientação de satélite (GPS). O IAI não forneceu detalhes sobre a nova tecnologia INS. Está projetando e fabricando seu sistema IMU e de navegação inercial como um backup ininterrupto para os sistemas GPS. No entanto, o futuro detém uma perspectiva promissora para melhores ins.

Na defesa, essas tecnologias são fundamentais para caças, veículos moídos e embarcações navais para melhorar a navegação em ambientes desafiadores e apoiar munições guiadas. IMUS e INS desempenham um papel crítico em submarinos militares, sistemas de radar baseados no solo eVeículos moídos não tripulados (UGVs)Ao permitir o posicionamento, rastreamento e orientação precisos para obter resultados de missão bem -sucedidos em várias aplicações nos setores aeroespacial e de defesa.

Em janeiro de 2023, o governo da Ucrânia anunciou a crescente aquisição de UAVs para as forças armadas, alocando US $ 550 milhões. As forças ucranianas e russas usaram vários UAVs para reconhecimento e missões de ataque.

Em setembro de 2022, de acordo com a corporação estatal Rostec, os drones da Rússia e Lancet Kamikaze foram amplamente implantados durante as operações de combate na Ucrânia. Os militares russos estão empregando ativamente os veículos aéreos não tripulados da Zala Aero. Esses drones são usados ​​principalmente para atingir alvos de solo remotos. Tais desenvolvimentos levaram a uma maior demanda por sensores de sistema de navegação IMU e de navegação para os UAVs.

Últimas tendências

Miniaturização e integração de múltiplos sensores com IMU/INS, a tecnologia MEMS são tendências de mercado proeminentes

A miniaturização e a integração de múltiplos sensores são uma tendência fundamental que ganha popularidade no mercado. Os principais players do mercado estão se concentrando na integração de vários sensores e na produção de IMU compacto e sistema de navegação inercial para aumentar sua participação no mercado.

A integração de vários sensores em um pacote cria uma unidade menor ainda mais poderosa. Essa tendência visa melhorar o desempenho, a precisão e a eficiência em várias aplicações, como carros autônomos, wearables, robótica e aeroespacial. Algumas das vantagens da miniaturização incluem otimização de espaço, redução de peso, aumento da precisão, menor consumo de energia, facilidade de integração e eficiência de custos.

• Em fevereiro de 2022, a Inercial Labs Inc., uma empresa sediada nos EUA especializada em IMU, INS e outros sistemas de movimento, lançou um novo sistema de navegação inercial baseado em GNSS. O INS-DM é uma versão certificada por IP68 da nova geração da empresa de dispositivos altamente robustos protegidos contra interferência eletromagnética. O dispositivo totalmente integrado combina um sistema de navegação inercial com um sistema de referência de curso.

• Em julho de 2022, a mesma empresa expandiu sua linha de produtos do kernel de correia compacta para baixoUnidades de medição inercial (IMUS)Com quatro novos modelos ideais para sistemas não tripulados em terra, mar e ar. O novo kernel 110 e 120 IMUS substituem o Kernel 100 IMU dos laboratórios inerciais, enquanto o kernel 210 e 220 são versões miniaturizadas do sensor tático IMU-P da empresa.

A série Kernel IMUS são soluções inerciais totalmente integradas, integrando a mais recente tecnologia do sensor MEMS. Devido ao seu design compacto e baixo consumo de energia, o Kernel IMUS pode ser facilmente integrado a uma ampla gama de sistemas de ordem superior, consumindo pouco espaço e energia. Essas unidades compactas impulsionam os avanços na navegação, rastreamento de movimento e experiências imersivas. Eles são amplamente utilizados nas indústrias automotivas, de defesa e consumo eletrônicas.

Além disso, a tecnologia MEMS (IMU/INU de sistemas micro-eletromecânicos) está se tornando uma tendência cada vez mais essencial no mercado. Os MEMs consistem em componentes que variam em tamanho de 1 a 100 mícrons, com tamanhos de dispositivo MEMS normalmente variando de 20 mícrons a 1 milímetros.

• Em agosto de 2022, a Memsic Inc., uma empresa com sede nos EUA, lançou o primeiro sensor inercial de 6 eixos MEMS (IMU) MIC6100AL. O produto integra um giroscópio de três eixos e um acelerômetro de três eixos, que pode suportar sistemas de detecção de movimento interativos.

O MEMSIC usa uma arquitetura MEMS em massa confiável de três prova para fornecer aos usuários uma experiência de detecção de movimento suave. O sensor IMU de 6 eixos MIC6100AL possui um grande FIFO e suporta modos de comunicação I2C/I3C/SPI. O tamanho do pacote LGA é de 2,5 x 3 x 0,83 mm e a frequência de saída de dados é de até 2200 Hz.

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Fatores determinantes

A crescente demanda por carros autônomos e UAVs para catalisar o crescimento do mercado do sistema de navegação inercial

A direção autônoma é o futuro da indústria de mobilidade; Portanto, as principais montadoras e empresas de tecnologia estão altamente interessadas e focadas em investir em veículos autônomos. Esse crescente investimento em veículos autônomos provavelmente aumentará o crescimento do mercado nos próximos anos.

• Por exemplo, em maio de 2022, a Hyundai anunciou seus planos de investir quase 5 bilhões de US $ 5 bilhões nos EUA para desenvolver soluções de mobilidade, como carros de condução autônomos e robótica. O investimento faz parte do maior impulso da empresa para oferecer mobilidade avançada aos seus clientes.
• Em dezembro de 2022, a Kodiak Robotics recebeu um contrato de quase US $ 50 milhões do Departamento de Defesa dos EUA para projetar e testar veículos autônomos para os militares. O produtor de caminhões autônomos da Califórnia agora ajudará a automatizar futuros veículos terrestres militares liderados pelo veículo de combate robótico do Exército dos EUA.
• Em janeiro de 2023, a fabricante de chips Nvidia Corp e a fabricante de eletrônicos Foxconn anunciaram uma parceria para desenvolver plataformas de veículos autônomos. O fabricante contratado de Taiwan, a Foxconn, anunciou que fabricaria unidades de controle eletrônico (ECUS) para carros com base no chip Orin Drive da NVIDIA, fabricado especificamente para calcular veículos conectados e autônomos.

O crescimento do mercado também é impulsionado pelo crescente uso deVeículos aéreos não tripulados (UAVs)nas forças armadas para ataques, atividades de ISR e operações de busca e resgate. Por exemplo, em abril de 2021, os laboratórios inerciais anunciaram que desenvolveu a próxima geração de sistemas auxiliados por GPS, como INS-DH-OEM, IMU-NAV-100 e INS-U. Esses INS são projetados para plataformas transportadas pelo ar, como UAVs.

Principais desenvolvimentos e adoção de robôs industriais para impulsionar o mercado de unidades de medição inercial nos EUA

Uma unidade de medição inercial pode verificar as informações de posição e movimento de um robô. Ele também pode comandar e controlar o robô remotamente. Os robôs são cada vez mais programados para realizar atividades perigosas ou repetitivas com alta precisão e precisão.Robôs industriaissão usados ​​em uma ampla gama de setores e aplicações.

• Por exemplo, em março de 2023, a Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) concedeu a Machina Labs US $ 1,6 milhão para avançar e acelerar o desenvolvimento de sua tecnologia robótica para fabricar ferramentas de metal para produção de compósitos de alta taxa.
• Em fevereiro de 2023, a Oceaneers International, Inc. anunciou que tinha um contrato de um fabricante internacional de empilhadeira líder para fornecer à Oceaneers Mobile Robotics, Inc. (OMR). A OMR ganhou o contrato para entregar 85 Maxmove CB D 2000 Autonomous Commaallance Forklifts.
• Em maio de 2023, a Hesai Technology (HSAI) anunciou um contrato de parceria de tecnologia de vários anos paraLIDARSensores com laboratórios inerciais, líder global em sistemas de navegação de robótica móvel e imus. Os laboratórios inerciais selecionaram os sensores de Hesai para fornecer recursos de percepção e navegação para seus sistemas de navegação para sistemas de robótica marítimos, terrestres e aéreos autônomos.

Fatores de restrição

Erros de calibração podem representar um grande desafio para o crescimento do mercado da IMU e INS

Um sistema de navegação inercial usa a saída de uma unidade de medição inercial, combinando informações sobre aceleração e rotação com informações iniciais sobre posição, velocidade e atitude. Em seguida, fornece uma solução de navegação a cada nova medição.

As informações de movimento da IMU são enviadas para o sistema de navegação inercial. A combinação dos dados da IMU com dados GNSS fornece posição, velocidade e atitude. Os dados da IMU podem ser integrados ao longo do tempo. Como resultado, quaisquer erros de medição aumentam ao longo do tempo. Os erros de polarização na medição, se não forem eliminados dos dados de medição, são integrados duas vezes como parte da mecanização.

Um viés constante de aceleração é convertido em um erro linear de velocidade e posição quadrática. Esses erros têm um impacto significativo na navegação. Um giroscópio ou acelerômetro pode alterar seu viés com base na maneira como o sensor percebe a aceleração. Este é um erro comum nos sistemas microeletromecânicos (MEMS).

Um filtro INS convergido e bem projetado estimativa e remove erros das medições da IMU, levando a maior precisão de atitude e maior estabilidade da solução durante períodos de GNSs ruins.

Em maio de 2020, a Micron Digital anunciou que desenvolveu uma IMU que elimina a deriva, tornando -a a primeira do gênero globalmente. Romos emite orientação livre de deriva e informações de posição em milímetros diretamente para o dispositivo host/processador. Ao contrário do IMUS tradicional que depende de sinais de referência externos, como o GPS, os Romos não requerem sinais externos adicionais para compensar o erro de desvio. Os dados de posição são produzidos em alta velocidade por sensores inerciais internos baseados em MEMS diretamente ao aplicativo host para uso direto.

Segmentação

Por análise de componentes

O segmento do sistema de navegação inercial manteve a maior participação de mercado devido ao aumento do número de aplicações em vários setores

Por componente, o segmento é dividido em acelerômetro, giroscópio, magnetômetro e sistema de navegação inercial. O segmento do sistema de navegação inercial mantém a posição dominante no mercado e também é projetado para ser o segmento que mais cresce. À medida que o uso de veículos autônomos aumenta, a demanda por INS de baixo peso, tamanho pequeno e de alto desempenho também aumenta. Além disso, espera-se que o sistema IMU e de navegação inercial cresça devido ao aumento da adoção do sistema de grau de navegação da próxima geração com base na tecnologia MEMS, o que melhora a precisão do sistema de navegação. Aplicações de INS em UAVs, veículos militares, aeronaves e outros também impulsionam o crescimento do segmento.

Estima -se que o segmento do acelerômetro cresça significativamente devido ao aumento de aplicações em UAVs, robôs industriais, carros autônomos e outros. As medições realizadas pelo acelerômetro são alimentadas com IMU e sistemas de navegação inercial para a navegação precisa e automatizada dessas plataformas.

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Por análise de tecnologia

MEMS domina devido ao aumento da demanda por aplicações automotivas e dispositivos inteligentes

Por tecnologia, o mercado é segmentado em giroscópio mecânico, giroscópio a laser anel, giroscópio de fibra óptica, MEMS, giroscópio ressonador hemisférico (HRG) e outros. O segmento MEMS é dominante e é projetado para o crescimento mais rápido durante o período de previsão. A integração dos sensores MEMS no sistema de navegação devido à maior precisão e sistema leve impulsiona o mercado.

O segmento Gyro de fibra óptica deve se expandir a uma taxa moderada nos próximos anos. O crescimento desse segmento é impulsionado pelo crescente uso de sensores de fibra óptica no barco, carro de corrida e aplicações de robótica.

O segmento de giroscópio mecânico é usado principalmente em sistemas de controle de vôo, como navegação interior e posicionamento aéreo e sistemas relativos (AHRS). Espera -se que a demanda por giroscópio mecânico aumente nos próximos anos devido ao aumento do número de aeronaves entregues.

Por análise da plataforma

O aumento do foco nas tecnologias terrestres para a navegação levou ao aumento da adoção da unidade de medição inercial para aplicações de terra

Por plataforma, o segmento é dividido em transportado pelo ar, terreno, marítimo e espaço. O segmento terrestre ocupa a posição dominante na participação de mercado do sistema IMU e do sistema de navegação inercial dos EUA e se projetou o segmento que mais cresce. Para o segmento terrestre, os sensores inerciais são usados ​​para aplicações baseadas no solo, como automotivo, serviços médicos inteligentes, serviços médicos e outras aplicações.

O segmento aéreo deve crescer devido à crescente demanda global por viagens aéreas e gastos militares em capacidades relacionadas ao espaço. O segmento de plataforma baseado em ar deve ser o segmento de rápido crescimento durante o período do estudo. O crescimento desse segmento se deve à crescente demanda por UAVs em diferentes países.

Por análise do usuário final

Devido à alta demanda de frotas de UAV e de aeronaves, o domínio aeroespacial e de defesa detém a maior participação de mercado

Pelo usuário final, o mercado é dividido em aeroespacial e defesa,eletrônica de consumo, Marine/Naval, Automotivo e outros. O segmento aeroespacial e de defesa detém a maior participação de mercado em 2022. Os dispositivos aeronáuticos desempenham um papel importante no controle, orientação de navegação e estabilidade de veículos aéreos não tripulados (UAVs) e aeronaves. O setor aeroespacial está crescendo rapidamente devido à crescente demanda por veículos aéreos não tripulados e ao aumento das frotas de aeronaves.

O segmento automotivo deve registrar o CAGR mais alto nos próximos anos. A crescente demanda por carros autônomos contribuiu para o crescimento desse segmento. Os EUA são um dos maiores fabricantes e fornecedores do mundo de veículos robóticos. Além disso, o crescente uso de ROVs nos setores comerciais e militares também contribuirá para o crescimento do segmento marinho/naval.

Principais participantes do setor

As grandes empresas se concentram no IMU e sensores de IMU avançados tecnológicos para solidificar o portfólio de produtos

Alguns dos fabricantes de destaque no mercado dos EUA incluem a General Electric Company, a Gladiator Technologies, a Honeywell International Inc., a L3 Harris e a Northrop Grumman Corporation, entre outros. Os principais participantes estão se concentrando no desenvolvimento de soluções tecnológicas, que podem permitir sistemas de orientação precisos, especialmente para UAVs, satélites e carros autônomos.

Lista de empresas -chave perfiladas:

• General Electric Company (EUA)
• Tecnologias de Gladiator(NÓS.)
• Honeywell International Inc.(NÓS.)
• L3 Harris Technologies (EUA)
• Northrop Grumman Corporation(NÓS.)
• Parker Hannifin Corporation(NÓS.)
• Raytheon Technologies Corporation (EUA)
• Tecnologias Teledyne Incorporated (EUA)
• Trimble Inc. (EUA)
• VECTORNAV TECHNOLOGIES LLC. (NÓS.)
• Emcore Corporation (EUA)

Principais desenvolvimentos da indústria:

• Julho de 2023 -Os laboratórios inerciais, um provedor líder de navegação avançada, remuneração de movimento e soluções de sensoriamento remoto, alcançou um marco significativo ao garantir um cobiçado contrato de cronograma de prêmios múltiplos (MAS) da Administração de Serviços Gerais (GSA) (MAS). Este contrato reforça ainda a posição da Companhia como fornecedor de tecnologia confiável e inovador para as agências governamentais para as soluções de navegação negadas do GNSS.
• Junho de 2023- A Avnet firmou um contrato de distribuição com a Aceinna, uma empresa líder de soluções de sensor baseada em MEMS, com foco no desenvolvimento da unidade inovadora de medição inovadora e nas tecnologias de detecção atual. O contrato permite que a Avnet venda produtos Aceinna globalmente.
• Maio de 2023- A Gladiator Technologies recebeu um contrato de vários anos em apoio ao programa Rolling Airframe Missile (RAM). Desenvolvido em cooperação transatlântica pela Alemanha e pelos EUA, a Gladiator Technologies, a unidade de medição inercial "Markmark" foi selecionada para a atualização do bloco 2B da próxima geração da RAM e será fornecida para apoiar a produção de taxa total a partir de 2023.
• Maio de 2023 -A Exail recebeu um contrato de US $ 2,2 milhões pela Guarda Costeira dos EUA (USCG) para substituir os sistemas obsoletos de girocompass em navios da classe Keeper (concessão de bóia de classe WLM de 175 pés). O contrato inclui sistemas de navegação que compreendem girocompes de ociários e sistemas de distribuição de dados de navegação netans (NDDs). Essa atualização fornecerá as propostas de bóia da classe USCG com recursos de navegação mais precisos e confiáveis.
• Maio de 2023- O Comando de Sistemas de Fornecimento Naval em Mechanicsburg anunciou um contrato de US $ 12 milhões com a Honeywell International para fornecer giroscópio a laser anel para um sistema de navegação inercial AN/WSN-7. O AN/WSN-7 é um sistema de navegação inercial a laser de anel independente, que detecta movimentos de navio, posição, velocidade, atitude, título e taxas nos formatos digitais e analógicos.

Cobertura do relatório

An Infographic Representation of U.S. IMU and Inertial Navigation System (INS) Market

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