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Die Größe des US-Marktes für IMU und Trägheitsnavigationssysteme (INS) wurde im Jahr 2022 auf 4,57 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 4,89 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 8,96 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,0 % entspricht Zeitraum.
Das IMU-Gerät besteht aus einem Beschleunigungsmesser, einem Gyroskop und einem Magnetometer zur Messung der Bewegung und Ausrichtung eines Objekts. Das Gyroskop misst die Winkelgeschwindigkeit und ein Beschleunigungsmesser misst und meldet die spezifische Kraft. Beschleunigungssensoren können auch Beschleunigung und Geschwindigkeit messen. Das IMU-Gerät kann auch das spezifische Gewicht und die Winkelgeschwindigkeit des daran befestigten Objekts messen. Das Magnetometer misst die magnetische Feldstärke. Diese Sensoren können die aktuelle Geschwindigkeit jeder Plattform mit integriertem Trägheitssensor messen. Sie können Wendegeschwindigkeit, Kurs, Neigung und Beschleunigung messen. Ein IMU-Gerät liefert einen Zielort im dreidimensionalen Raum.
Das Trägheitsnavigationssystem ist ein elektronisches Gerät, das die Richtung, Geschwindigkeit, Position und Ausrichtung eines Objekts mithilfe lokal erfasster Trägheitssensoren und Trägheits-Dead-Shaking-Strategien bestimmt. Ein Trägheitsnavigationssystem besteht aus einem Global Navigation Satellite System (GNSS) Empfänger, Trägheitsmesseinheit oder andere Bewegungssensorgeräte. Alle diese Komponenten arbeiten zusammen, um den genauen Standort eines Objekts zu bestimmen. Das INS umfasst außerdem eine Recheneinheit, die die Messdaten von Inertialsensoren analysiert und verfolgt. Zunehmende Anwendungen von IMU und Trägheitsnavigationssystemen in autonomen Autos, UAVs und Robotern werden den Markt in den USA ankurbeln
Die doppelten Auswirkungen von COVID-19: Automobil und Luft- und Raumfahrt werden abgeschreckt, während Gesundheitswesen und Elektronik florieren
Die Pandemie störte die globalen Lieferketten, was zu Verzögerungen bei mehreren Projektplänen führte, was sich letztendlich auf die Nachfrage auswirkte. Beispielsweise gab das in den USA ansässige Unternehmen KVH Industries im Jahr 2021 bekannt, dass sich die COVID-19-Pandemie negativ auf die Lieferkette des Unternehmens ausgewirkt und zu Verzögerungen bei der Lieferung von Rohstoffen, Teilen und anderen für den Geschäftsbetrieb notwendigen Lieferungen geführt habe. Im Segment Trägheitsnavigation von KVH gingen die TACNAV-Produktverkäufe um 27 % zurück. TACNAV ist ein taktisches Navigationssystem für militärische Anwendungen.
Darüber hinaus verzeichneten viele Branchen, die auf IMUs angewiesen sind, wie z. B. die Luft- und Raumfahrtindustrie, die Automobilindustrie und andere, aufgrund von Reisebeschränkungen, Konjunkturabschwächungen und Sperrmaßnahmen eine geringere Nachfrage. Flugzeuge, Industrieroboter, autonome Autos, UAVs, Satelliten und andere Plattformen, die wichtige Endnutzer von IMU und Inertial Navigation System (INS) musste aufgrund des Mangels an Rohstoffen, qualifizierten Arbeitskräften und der vorübergehenden Schließung von Produktionsanlagen aufgrund der Pandemie Verzögerungen hinnehmen.
Allerdings verzeichneten die Branchen Gesundheitswesen, Unterhaltungselektronik, Spiele und Sport ein positives Wachstum. In einigen Fällen wurden IMUs zur Überwachung der Patientenbewegung und zur Unterstützung bei telemedizinischen Anwendungen eingesetzt. Die Erkennung körperlicher Aktivität ermöglicht eine automatisierte Patientenüberwachung ohne physische Interaktion mit Pflegepersonal/Ärzten. Darüber hinaus hat der zunehmende Einsatz tragbarer Sensoren während COVID-19 das Wachstum des US-Marktes beschleunigt.
Der Krieg zwischen Russland und der Ukraine wirkt sich positiv auf den US-Markt für IMU und Trägheitsnavigationssysteme aus
Der Krieg zwischen Russland und der Ukraine erhöhte die Nachfrage nach IMU/INS, da die Luft- und Raumfahrt sowie die Verteidigung eine der größten Endverbrauchsindustrien sind. Große Unternehmen investieren weiter in neue Technologien, um IMU/INS in Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen zu verbessern und den Anti-Jamming-Technologien entgegenzuwirken.
Russlands neuer Sperrfeuer-Störsender schien in der Lage zu sein, die Wirksamkeit der INS-Sicherung zu verringern, indem er GPS-Signale schnell und weit vom Ziel entfernt störte. Dies weist darauf hin, dass IMU und Trägheitsnavigationssystem falsche Standortaktualisierungen erhalten haben und keine effektive Sicherung für GPS durchführen konnten. Dies wurde bereits ein Jahr vor der russischen Invasion in der Ukraine als potenzielles Problem erkannt. Das israelische Militär gab bekannt, dass Israel der Hauptsponsor des neuen Advanced Navigation Technology Center sei.
Diese neue Abteilung der staatlichen IAI (Israel Aerospace Industries) wird eine neue Generation der INS-Technologie entwickeln und herstellen, die die Satellitenführung (GPS) ergänzt oder ersetzt. Das IAI hat keine Details zur neuen INS-Technologie bekannt gegeben. Das Unternehmen entwickelt und fertigt sein IMU- und Trägheitsnavigationssystem als unterbrechungsfreies Backup für GPS-Systeme. Die Zukunft bietet jedoch vielversprechende Aussichten für bessere INS.
In der Verteidigung sind diese Technologien für Kampfjets, Bodenfahrzeuge und Marineschiffe von entscheidender Bedeutung, um die Navigation in anspruchsvollen Umgebungen zu verbessern und gelenkte Munition zu unterstützen. IMUs und INS spielen eine entscheidende Rolle in militärischen U-Booten, bodengestützten Radarsystemen und unbemannten Bodenfahrzeugen (UGVs) durch die Ermöglichung einer genauen Positionierung, Verfolgung und Führung für erfolgreiche Missionsergebnisse in verschiedenen Anwendungen im Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungssektor.
Im Januar 2023 kündigte die ukrainische Regierung die zunehmende Beschaffung von UAVs für die Streitkräfte durch die Bereitstellung von 550 Millionen US-Dollar an. Ukrainische und russische Streitkräfte haben verschiedene UAVs für Aufklärungs- und Angriffsmissionen eingesetzt.
Im September 2022 wurden nach Angaben des Staatskonzerns Rostec die russischen Kamikaze-Drohnen KUB und Lancet in großem Umfang bei Kampfhandlungen in der Ukraine eingesetzt. Das russische Militär setzt die unbemannten Luftfahrzeuge von ZALA Aero aktiv ein. Diese Drohnen werden hauptsächlich zum Angriff auf entfernte Bodenziele eingesetzt. Solche Entwicklungen führten zu einer höheren Nachfrage nach IMU- und Trägheitsnavigationssystemsensoren für UAVs.
Miniaturisierung und Integration mehrerer Sensoren mit IMU/INS und MEMS-Technologie sind wichtige Markttrends
Die Miniaturisierung und Integration mehrerer Sensoren ist ein wichtiger Trend, der auf dem Markt immer beliebter wird. Große Marktteilnehmer konzentrieren sich auf die Integration mehrerer Sensoren und die Produktion kompakter IMU und Trägheitsnavigationssysteme, um ihren Marktanteil zu erhöhen.
Durch die Integration mehrerer Sensoren in ein Paket entsteht eine kleinere, aber leistungsstärkere Einheit. Dieser Trend zielt darauf ab, Leistung, Genauigkeit und Effizienz in verschiedenen Anwendungen wie selbstfahrenden Autos, Wearables, Robotik und Luft- und Raumfahrt zu verbessern. Zu den Vorteilen der Miniaturisierung gehören Platzoptimierung, Gewichtsreduzierung, erhöhte Genauigkeit, geringerer Stromverbrauch, einfache Integration und Kosteneffizienz.
IMUs der Kernel-Serie sind vollständig integrierte Trägheitslösungen, die die neueste MEMS-Sensortechnologie integrieren. Aufgrund ihres kompakten Designs und des geringen Stromverbrauchs können Kernel-IMUs problemlos in eine Vielzahl übergeordneter Systeme integriert werden und verbrauchen dabei wenig Platz und Strom. Diese kompakten Einheiten treiben Fortschritte in den Bereichen Navigation, Bewegungsverfolgung und immersive Erlebnisse voran. Sie werden häufig in der Automobil-, Verteidigungs- und Unterhaltungselektronikindustrie eingesetzt.
Darüber hinaus werden auf der MEMS-Technologie (Mikroelektromechanische Systeme) basierende IMU/INU zu einem immer wichtigeren Trend auf dem Markt. MEMS bestehen aus Komponenten mit einer Größe von 1 bis 100 Mikrometern, wobei die MEMS-Gerätegrößen typischerweise zwischen 20 Mikrometer und 1 Millimeter liegen.
MEMSIC nutzt eine zuverlässige dreifache Massen-MEMS-Architektur, um Benutzern eine reibungslose Bewegungserkennung zu bieten. Der 6-Achsen-IMU-Sensor MIC6100AL verfügt über einen großen FIFO und unterstützt die Kommunikationsmodi I2C/I3C/SPI. Die LGA-Gehäusegröße beträgt 2,5 x 3 x 0,83 mm und die Datenausgabefrequenz beträgt bis zu 2200 Hz.
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Steigende Nachfrage nach autonomen Autos und UAVs soll das Wachstum des Marktes für Trägheitsnavigationssysteme beschleunigen
Autonomes Fahren ist die Zukunft der Mobilitätsbranche; Daher sind führende Automobilhersteller und Technologieunternehmen stark daran interessiert, in autonome Fahrzeuge zu investieren. Diese steigenden Investitionen in selbstfahrende Fahrzeuge werden in den kommenden Jahren wahrscheinlich das Marktwachstum ankurbeln.
Das Marktwachstum wird auch durch den zunehmenden Einsatz von Unmanned vorangetrieben Luftfahrzeuge (UAVs) im Militär für Angriffe, ISR-Aktivitäten sowie Such- und Rettungseinsätze. Beispielsweise gab Inertial Labs im April 2021 bekannt, dass es die nächste Generation GPS-gestützter Systeme wie INS-DH-OEM, IMU-NAV-100 und INS-U entwickelt hat. Diese INS sind für luftgestützte Plattformen wie UAVs konzipiert.
Wichtige Entwicklungen und Einführung von Industrierobotern zur Förderung des Marktes für Trägheitsmesseinheiten in den USA
Eine Trägheitsmesseinheit kann die Positions- und Bewegungsinformationen eines Roboters überprüfen. Es kann den Roboter auch aus der Ferne steuern und steuern. Roboter werden zunehmend darauf programmiert, gefährliche oder sich wiederholende Tätigkeiten mit hoher Genauigkeit und Präzision auszuführen. Industrieroboter werden in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen eingesetzt. p>
Kalibrierungsfehler können eine große Herausforderung für das Wachstum des IMU- und INS-Marktes darstellen
Ein Trägheitsnavigationssystem nutzt die Ausgabe einer Trägheitsmesseinheit und kombiniert Informationen über Beschleunigung und Rotation mit anfänglichen Informationen über Position, Geschwindigkeit und Fluglage. Es liefert dann bei jeder neuen Messung eine Navigationslösung.
Die Bewegungsinformationen der IMU werden an das Trägheitsnavigationssystem gesendet. Die Kombination der IMU-Daten mit GNSS-Daten liefert Position, Geschwindigkeit und Fluglage. IMU-Daten können im Laufe der Zeit integriert werden. Dadurch nehmen etwaige Messfehler mit der Zeit zu. Bias-Fehler in der Messung werden im Rahmen der Mechanisierung doppelt integriert, wenn sie nicht aus den Messdaten eliminiert werden.
Eine konstante Beschleunigungsabweichung wird in einen linearen Geschwindigkeits- und quadratischen Positionsfehler umgewandelt. Diese Fehler haben erhebliche Auswirkungen auf die Navigation. Ein Gyroskop oder Beschleunigungsmesser kann seine Vorspannung je nach der Art und Weise ändern, wie der Sensor die Beschleunigung wahrnimmt. Dies ist ein häufiger Fehler in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS).
Ein konvergenter und gut konzipierter INS-Filter schätzt und entfernt Fehler aus den IMU-Messungen, was zu einer höheren Lagegenauigkeit und längeren Lösungsstabilität in Zeiten mit schlechtem GNSS führt.
Im Mai 2020 gab Micron Digital bekannt, dass es eine IMU entwickelt hat, die Drift eliminiert und damit die erste ihrer Art weltweit ist. ROMOS sendet driftfreie Orientierungs- und Positionsinformationen in Millimetern direkt an das Host-Gerät/den Host-Prozessor. Im Gegensatz zu herkömmlichen IMUs, die auf externe Referenzsignale wie GPS angewiesen sind, benötigt ROMOS keine zusätzlichen externen Signale, um den Driftfehler zu kompensieren. Die Positionsdaten werden von internen MEMS-basierten Trägheitssensoren mit hoher Geschwindigkeit direkt an die Host-Anwendung zur direkten Verwendung übermittelt.
Das Segment der Trägheitsnavigationssysteme hielt aufgrund der gestiegenen Anzahl von Anwendungen in verschiedenen Sektoren den höchsten Marktanteil
Nach Komponenten ist das Segment in Beschleunigungsmesser, Gyroskop, Magnetometer und Trägheitsnavigationssystem unterteilt. Das Segment der Trägheitsnavigationssysteme nimmt die dominierende Stellung auf dem Markt ein und wird voraussichtlich auch das am schnellsten wachsende Segment sein. Mit zunehmendem Einsatz autonomer Fahrzeuge steigt auch die Nachfrage nach INS mit geringem Gewicht, kleiner Größe und hoher Leistung. Darüber hinaus wird erwartet, dass das IMU- und Trägheitsnavigationssystem aufgrund der zunehmenden Einführung des Navigationssystems der nächsten Generation auf Basis der MEMS-Technologie, das die Genauigkeit des Navigationssystems verbessert, wachsen wird. Auch INS-Anwendungen in UAVs, Militärfahrzeugen, Flugzeugen und anderen Bereichen treiben das Wachstum des Segments voran.
Es wird geschätzt, dass das Segment der Beschleunigungsmesser aufgrund zunehmender Anwendungen in UAVs, Industrierobotern, autonomen Autos und anderen Bereichen deutlich wachsen wird. Die vom Beschleunigungsmesser erfassten Messungen werden an IMU- und Trägheitsnavigationssysteme weitergeleitet, um eine genaue und automatisierte Navigation dieser Plattformen zu ermöglichen.
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MEMS dominiert aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach Automobilanwendungen und intelligenten Geräten
Nach Technologie ist der Markt in mechanische Kreisel, Ringlaserkreisel, faseroptische Kreisel, MEMS, hemisphärisches Resonatorgyroskop (HRG) und andere unterteilt. Das MEMS-Segment ist dominant und dürfte im Prognosezeitraum am schnellsten wachsen. Die Integration von MEMS-Sensoren in das Navigationssystem aufgrund der höheren Genauigkeit und des leichten Systems treibt den Markt voran.
Das Segment der Glasfaserkreisel wird in den nächsten Jahren voraussichtlich moderat wachsen. Das Wachstum dieses Segments wird durch den zunehmenden Einsatz von Glasfasersensoren in Motorboot-, Rennwagen- und Robotikanwendungen vorangetrieben.
Das Segment der mechanischen Kreisel wird hauptsächlich in Flugsteuerungssystemen wie der Binnenschifffahrt und Airborne Positioning and Relative (AHRS)-Systemen verwendet. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach mechanischen Kreiseln in den nächsten Jahren aufgrund der steigenden Anzahl ausgelieferter Flugzeuge zunehmen wird.
Der zunehmende Fokus auf bodengestützte Navigationstechnologien führte zu einer zunehmenden Einführung von Trägheitsmesseinheiten für Bodenanwendungen
Nach Plattform ist das Segment in Luft-, Boden-, See- und Weltraumsegmente unterteilt. Das Bodensegment nimmt die dominierende Stellung im US-amerikanischen IMU- und Trägheitsnavigationssystem-Marktanteil ein und wird voraussichtlich das am schnellsten wachsende Segment sein. Im Bodensegment werden Trägheitssensoren für bodengestützte Anwendungen wie Automobile, Smart Wearables, medizinische Dienste und andere Anwendungen verwendet.
Es wird erwartet, dass das Luftlandesegment aufgrund der steigenden weltweiten Nachfrage nach Flugreisen und Militärausgaben für weltraumbezogene Fähigkeiten wachsen wird. Es wird erwartet, dass das Segment der luftgestützten Plattformen im Untersuchungszeitraum das am schnellsten wachsende Segment sein wird. Das Wachstum dieses Segments ist auf die wachsende Nachfrage nach UAVs in verschiedenen Ländern zurückzuführen.
Aufgrund der hohen Nachfrage nach UAV- und Flugzeugflotten hält der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsbereich den größten Marktanteil
Nach Endverbraucher ist der Markt in Luft- und Raumfahrt und Verteidigung sowie Unterhaltungselektronik unterteilt , Marine/Marine, Automobil und andere. Das Segment Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung hält im Jahr 2022 den größten Marktanteil. Luftfahrtgeräte spielen eine wichtige Rolle bei der Steuerung, Navigationsführung und Stabilität von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) und Flugzeugen. Der Luft- und Raumfahrtsektor wächst aufgrund der steigenden Nachfrage nach unbemannten Luftfahrzeugen und wachsenden Flugzeugflotten rasant.
Es wird prognostiziert, dass das Automobilsegment in den nächsten Jahren die höchste CAGR verzeichnen wird. Die steigende Nachfrage nach autonomen Autos hat zum Wachstum dieses Segments beigetragen. Die USA sind einer der weltweit größten Hersteller und Anbieter von Roboterfahrzeugen. Darüber hinaus wird auch der zunehmende Einsatz von ROVs im kommerziellen und militärischen Bereich zum Wachstum des Marine-/Naval-Segments beitragen.
Große Unternehmen konzentrieren sich auf technologisch fortschrittliche IMU- und INS-Sensoren, um ihr Produktportfolio zu festigen
Zu den führenden Herstellern auf dem US-Markt gehören unter anderem General Electric Company, Gladiator Technologies, Honeywell International Inc., L3 Harris und Northrop Grumman Corporation. Hauptakteure konzentrieren sich auf die Entwicklung technologischer Lösungen, die präzise Leitsysteme insbesondere für UAVs, Satelliten und autonome Autos ermöglichen können.
Eine infografische Darstellung von US-Markt für IMU und Trägheitsnavigationssysteme (INS).
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Der Marktforschungsbericht bietet eine detaillierte Branchenanalyse und konzentriert sich auf Schlüsselfaktoren wie Top-Hersteller, Produktkategorien und häufige Anwendungen ihrer Dienste. Der Bericht identifiziert auch wichtige Trends auf dem US-Markt und bietet Einblicke in Markttrends. Darüber hinaus berücksichtigt der Bericht viele weitere Faktoren, die die Wachstumsaussichten des Marktes in den letzten Jahren beeinflusst haben.
ATTRIBUT | DETAILS |
Studienzeitraum | 2019–2030 |
Basisjahr | 2022 |
Geschätztes Jahr | 2023 |
Prognosezeitraum | 2023–2030 |
Historischer Zeitraum | 2019–2021 |
Wachstumsrate | CAGR von 9,0 % von 2023 bis 2030 |
Einheit | Wert (Milliarden USD) |
Segmentierung | Nach Komponente, Technologie, Plattform und Endbenutzer |
Nach Komponente
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Nach Technologie
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Nach Plattform
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Nach Endbenutzer
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Fortune Business Insights sagt, dass die globale Marktgröße im Jahr 2022 4,57 Milliarden US-Dollar betrug und bis 2030 voraussichtlich 8,96 Milliarden US-Dollar erreichen wird.
Der Markt wird im Prognosezeitraum eine CAGR von 9,0 % aufweisen.
Das Segment der Trägheitsnavigationssysteme ist das führende Komponentensegment.
General Electric Company, Gladiator Technologies, Honeywell International Inc., L3 Harris und Northrop Grumman Corporation sind die Hauptakteure auf dem Markt.
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