Tamaño del mercado de IMU y sistemas de navegación inercial (INS) de EE. UU., participación, análisis de impacto de la guerra de COVID-19 y Rusia Ucrania, por componente (acelerómetro, giroscopio, magnetómetro y sistema de navegación inercial), por tecnología (giroscopio mecánico, giroscopio láser de anillo, fibra Giroscopio óptico, MEMS, giroscopio con resonador hemisférico (HRG) y otros, por plataforma (aérea, terrestre, marítima y espacial), por usuario final (Aeroespacial y de defensa, Electrónica de consumo, Marina/Naval, Automotriz y otros) y Pronóstico regional, 2023-2030

El tamaño del mercado de IMU y sistemas de navegación inercial (INS) de EE. UU. se valoró en 4,57 mil millones de dólares en 2022 y se proyecta que crecerá de 4,89 mil millones de dólares en 2023 a 8,96 mil millones de dólares en 2030, exhibiendo una tasa compuesta anual del 9,0% durante el período previsto.

El dispositivo IMU consta de un acelerómetro, giroscopio y magnetómetro para medir el movimiento y la orientación de un objeto. El giroscopio mide la velocidad angular y un acelerómetro mide e informa la fuerza específica. Los sensores acelerómetros también pueden medir la aceleración y la velocidad. El dispositivo IMU también puede medir la gravedad específica y la velocidad angular del objeto que se le atribuye. El magnetómetro mide la intensidad del campo magnético. Estos sensores pueden medir la velocidad actual de cualquier plataforma integrada con sensor inercial. Pueden medir la velocidad de giro, el rumbo, la inclinación y la aceleración. Un dispositivo IMU proporciona una ubicación objetivo en un espacio tridimensional.

El sistema de navegación inercial es un dispositivo electrónico que determina la dirección, velocidad, ubicación y orientación de un objeto utilizando sensores inerciales adquiridos localmente y estrategias de vibración inercial. Un sistema de navegación inercial consta de un Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) receptor, unidad de medición inercial u otros dispositivos de detección de movimiento. Todos estos componentes trabajan juntos para determinar la ubicación exacta de un objeto. El INS también incluye una unidad computacional que analiza y rastrea los datos medidos por sensores inerciales. Las crecientes aplicaciones de IMU y del sistema de navegación inercial en automóviles autónomos, vehículos aéreos no tripulados y robots impulsarán el mercado en los EE. UU.

IMPACTO DEL COVID-19

Los efectos duales de COVID-19: la industria automotriz y aeroespacial se disuadieron, mientras que la atención médica y la electrónica prosperaron

La pandemia interrumpió las cadenas de suministro mundiales, lo que provocó retrasos en varios cronogramas de proyectos que, en última instancia, afectaron la demanda. Por ejemplo, en 2021, KVH Industries, con sede en EE. UU., anunció que la pandemia de COVID-19 afectó negativamente a la cadena de suministro de la empresa y provocó retrasos en la entrega de materias primas, piezas y otros suministros necesarios para sus operaciones comerciales. En el segmento de navegación inercial de KVH, las ventas de productos TACNAV disminuyeron un 27%. TACNAV es un sistema de navegación táctica utilizado para aplicaciones militares.

Además, muchas industrias que dependen de las IMU, como la aeroespacial, la automotriz y otras, experimentaron una reducción de la demanda debido a las restricciones de viaje, la desaceleración económica y las medidas de bloqueo. Aeronaves, robots industriales, vehículos autónomos, vehículos aéreos no tripulados, satélites y otras plataformas, que son los principales usuarios finales de IMU y Sistema de navegación inercial (INS) , enfrentó retrasos debido a la escasez de materias primas, mano de obra calificada y el cierre temporal de las instalaciones de fabricación debido a la pandemia.

Sin embargo, las industrias de atención médica, electrónica de consumo, juegos y deportes experimentaron un crecimiento positivo. En algunos casos, las IMU se utilizaron para monitorear el movimiento del paciente y ayudar en aplicaciones de telemedicina. La detección de actividad física permite la monitorización automatizada del paciente sin interacción física con los cuidadores/médicos. Además, la creciente aplicación de sensores portátiles durante COVID-19 ha catalizado el crecimiento del mercado estadounidense.

IMPACTO DE LA GUERRA RUSIA-UCRANIA

La guerra entre Rusia y Ucrania tiene un impacto positivo en el mercado de sistemas de navegación inercial y IMU de EE. UU.

La guerra entre Rusia y Ucrania aumentó la demanda de IMU/INS, ya que la industria aeroespacial y de defensa es una de las industrias de uso final más grandes. Las principales empresas están invirtiendo aún más en nuevas tecnologías para mejorar IMU/INS en aplicaciones aeroespaciales y de defensa para contrarrestar las tecnologías antiinterferencias.

• Por ejemplo, desde el comienzo de la guerra en febrero de 2022, Rusia adoptó y desplegó un nuevo dispositivo de interferencia que emite interferencias electrónicas en todas las frecuencias y en distancias más largas. Esto tenía como objetivo disuadir a Ucrania de utilizar armas guiadas por GPS, como misiles GMLRS y bombas JDAM guiadas por GPS. Las armas guiadas por GPS de Estados Unidos están equipadas con una IMU impermeable y un sistema de navegación inercial de respaldo, que proporciona una guía precisa si la señal del GPS se interrumpe o bloquea.

El nuevo inhibidor de barreras de Rusia parecía haber podido reducir la eficacia del respaldo del INS al bloquear las señales de GPS rápidamente y lejos del objetivo. Esto indica que la IMU y el sistema de navegación inercial recibieron actualizaciones de ubicación incorrectas y no pudieron realizar una copia de seguridad efectiva para el GPS. Esto ya fue reconocido como un problema potencial un año antes de la invasión rusa de Ucrania. El ejército israelí anunció que Israel era el patrocinador principal del nuevo Centro de Tecnología de Navegación Avanzada.

Esta nueva división de la estatal IAI (Israel Aerospace Industries) desarrollará y fabricará una nueva generación de tecnología INS que complementará o sustituirá la guía por satélite (GPS). El IAI no ha proporcionado ningún detalle sobre la nueva tecnología INS. Está diseñando y fabricando su IMU y su sistema de navegación inercial como respaldo ininterrumpido para los sistemas GPS. Sin embargo, el futuro presenta perspectivas prometedoras para un mejor INS.

En defensa, estas tecnologías son fundamentales para que los aviones de combate, los vehículos terrestres y los buques de guerra mejoren la navegación en entornos desafiantes y respalden las municiones guiadas. Las IMU y el INS desempeñan un papel fundamental en submarinos militares, sistemas de radar terrestres y Vehículos terrestres no tripulados (UGV) al permitir un posicionamiento, seguimiento y orientación precisos para resultados exitosos de la misión en diversas aplicaciones dentro de los sectores aeroespacial y de defensa.

En enero de 2023, el gobierno de Ucrania anunció la creciente adquisición de vehículos aéreos no tripulados para las Fuerzas Armadas mediante la asignación de 550 millones de dólares. Las fuerzas ucranianas y rusas han utilizado varios vehículos aéreos no tripulados para misiones de reconocimiento y ataque.

En septiembre de 2022, según la corporación estatal Rostec, los drones kamikazes rusos KUB y Lancet fueron desplegados ampliamente durante operaciones de combate en Ucrania. El ejército ruso está empleando activamente los vehículos aéreos no tripulados de ZALA Aero. Estos drones se utilizan principalmente para atacar objetivos terrestres remotos. Estos avances llevaron a una mayor demanda de IMU y sensores de sistemas de navegación inercial para vehículos aéreos no tripulados.

ÚLTIMAS TENDENCIAS

La miniaturización y la integración de múltiples sensores con IMU/INS y tecnología MEMS son tendencias destacadas del mercado

La miniaturización y la integración de múltiples sensores es una tendencia clave que está ganando popularidad en el mercado. Los principales actores del mercado se están centrando en integrar múltiples sensores y producir IMU compactos y sistemas de navegación inercial para aumentar su participación de mercado.

La integración de múltiples sensores en un solo paquete crea una unidad más pequeña pero más poderosa. Esta tendencia tiene como objetivo mejorar el rendimiento, la precisión y la eficiencia en diversas aplicaciones, como vehículos autónomos, dispositivos portátiles, robótica y aeroespacial. Algunas de las ventajas de la miniaturización incluyen optimización del espacio, reducción de peso, mayor precisión, menor consumo de energía, facilidad de integración y rentabilidad.

• En febrero de 2022, Inertial Labs Inc., una empresa con sede en EE. UU. que se especializa en IMU, INS y otros sistemas de movimiento, lanzó un nuevo sistema de navegación inercial basado en GNSS. El INS-DM es una versión con certificación IP68 de la nueva generación de dispositivos altamente robustos y protegidos contra interferencias electromagnéticas de la compañía. El dispositivo totalmente integrado combina un sistema de navegación inercial con un sistema de referencia del rumbo.

• En julio de 2022, la misma empresa amplió su línea de productos Kernel de correas compactas. Unidades de medida inercial (IMU) con cuatro nuevos modelos ideales para sistemas no tripulados en tierra, mar y aire. Las nuevas IMU kernel 110 y 120 reemplazan la IMU kernel 100 existente de Inertial Labs, mientras que los kernel 210 y 220 son versiones miniaturizadas del sensor táctico IMU-P de la compañía.

Las IMU de la serie Kernel son soluciones inerciales totalmente integradas que integran la última tecnología de sensores MEMS. Debido a su diseño compacto y bajo consumo de energía, las IMU del núcleo se pueden integrar fácilmente en una amplia gama de sistemas de orden superior consumiendo poco espacio y energía. Estas unidades compactas impulsan avances en navegación, seguimiento de movimiento y experiencias inmersivas. Se utilizan ampliamente en las industrias de automoción, defensa y electrónica de consumo.

Además, los IMU/INU basados ​​en tecnología MEMS (Sistemas Microelectromecánicos) se están convirtiendo en una tendencia cada vez más esencial en el mercado. Los MEMS constan de componentes que varían en tamaño de 1 a 100 micrones, y los tamaños de los dispositivos MEMS suelen oscilar entre 20 micrones y 1 milímetro.

• En agosto de 2022, MEMSIC Inc., una empresa con sede en EE. UU., lanzó el primer sensor inercial (IMU) MEMS de 6 ejes MIC6100AL. El producto integra un giroscopio de tres ejes y un acelerómetro de tres ejes, que pueden admitir sistemas interactivos de detección de movimiento.

MEMSIC utiliza una arquitectura MEMS masiva confiable de tres pruebas para brindar a los usuarios una experiencia de detección de movimiento fluida. El sensor IMU de 6 ejes MIC6100AL tiene un FIFO grande y admite modos de comunicación I2C/I3C/SPI. El tamaño del paquete LGA es de 2,5 x 3 x 0,83 mm y la frecuencia de salida de datos es de hasta 2200 Hz.

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FACTORES IMPULSORES

La creciente demanda de vehículos autónomos y vehículos aéreos no tripulados para catalizar el crecimiento del mercado de sistemas de navegación inercial

La conducción autónoma es el futuro de la industria de la movilidad; por lo tanto, los principales fabricantes de automóviles y empresas de tecnología están muy interesados ​​y centrados en invertir en vehículos autónomos. Esta creciente inversión en vehículos autónomos probablemente impulsará el crecimiento del mercado en los próximos años.

• Por ejemplo, en mayo de 2022, Hyundai anunció sus planes de invertir casi 5 mil millones de dólares en Estados Unidos para desarrollar soluciones de movilidad como automóviles de conducción autónoma y robótica. La inversión es parte del impulso más amplio de la compañía para ofrecer movilidad avanzada a sus clientes.


• En diciembre de 2022, Kodiak Robotics recibió un contrato de casi 50 millones de dólares del Departamento de Defensa de EE. UU. para diseñar y probar vehículos autónomos para el ejército. El productor de camiones autónomos con sede en California ayudará ahora a automatizar futuros vehículos terrestres militares liderados por el vehículo de combate robótico del ejército de EE. UU.


• En enero de 2023, el fabricante de chips Nvidia Corp y el fabricante de productos electrónicos Foxconn anunciaron una asociación para desarrollar plataformas de vehículos autónomos. El fabricante contratado taiwanés Foxconn anunció que fabricaría unidades de control electrónico (ECU) para automóviles basadas en el chip DRIVE Orin de Nvidia, fabricado específicamente para la informática en vehículos conectados y autónomos.

El crecimiento del mercado también está impulsado por el creciente uso de Vehículos aéreos no tripulados (UAV) en el ejército para ataques, actividades ISR y operaciones de búsqueda y rescate. Por ejemplo, en abril de 2021, Inertial Labs anunció que había desarrollado la próxima generación de sistemas asistidos por GPS como INS-DH-OEM, IMU-NAV-100 e INS-U. Estos INS están diseñados para plataformas aéreas como los UAV.

Desarrollos clave y adopción de robots industriales para impulsar el mercado de unidades de medida inercial en los EE. UU.

Una unidad de medición inercial puede verificar la posición y la información de movimiento de un robot. También puede comandar y controlar el robot de forma remota. Los robots están cada vez más programados para realizar actividades peligrosas o repetitivas con gran exactitud y precisión. robots industriales se utilizan en una amplia gama de sectores y aplicaciones.

• Por ejemplo, en marzo de 2023, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) otorgó a Machina Labs 1,6 millones de dólares para avanzar y acelerar el desarrollo de su tecnología robótica para la fabricación de herramientas metálicas para la producción de compuestos de alta velocidad.


• En febrero de 2023, Oceaneers International, Inc. anunció que tenía un contrato con un fabricante líder internacional de montacargas para suministrar a Oceaneers Mobile Robotics, Inc. (OMR). OMR ha ganado el contrato para entregar 85 carretillas elevadoras contrapesadas autónomas MaxMove CB D 2000.


• En mayo de 2023, Hesai Technology (HSAI) anunció un acuerdo de asociación tecnológica de varios años para LiDAR sensores con Inertial Labs, líder mundial en sistemas de navegación robótica móvil e IMU. Inertial Labs seleccionó los sensores de Hesai para proporcionar capacidades de percepción y navegación para sus sistemas de navegación para sistemas robóticos autónomos marinos, terrestres y aéreos.

FACTORES RESTRICTIVOS

Los errores de calibración pueden representar un gran desafío para el crecimiento del mercado de IMU e INS

Un sistema de navegación inercial utiliza la salida de una unidad de medición inercial, combinando información sobre aceleración y rotación con información inicial sobre posición, velocidad y actitud. Luego ofrece una solución de navegación con cada nueva medición.

La información de movimiento de la IMU se envía al sistema de navegación inercial. La combinación de los datos IMU con los datos GNSS proporciona posición, velocidad y actitud. Los datos de la IMU se pueden integrar con el tiempo. Como resultado, cualquier error de medición aumenta con el tiempo. Los errores de sesgo en la medición, si no se eliminan de los datos de medición, se integran dos veces como parte de la mecanización.

Un sesgo constante de aceleración se convierte en un error lineal de velocidad y posición cuadrática. Estos errores tienen un impacto significativo en la navegación. Un giroscopio o acelerómetro puede cambiar su polarización según la forma en que el sensor percibe la aceleración. Este es un error común en los sistemas microelectromecánicos (MEMS).

Un filtro INS convergente y bien diseñado estima y elimina errores de las mediciones de IMU, lo que conduce a una mayor precisión de actitud y una mayor estabilidad de la solución durante períodos de GNSS deficiente.

En mayo de 2020, Micron Digital anunció que desarrolló una IMU que elimina la deriva, lo que la convierte en la primera de su tipo a nivel mundial. ROMOS emite información de posición y orientación sin deriva en milímetros directamente al dispositivo/procesador host. A diferencia de las IMU tradicionales que dependen de señales de referencia externas como el GPS, ROMOS no requiere señales externas adicionales para compensar el error de deriva. Los datos de posición se producen a alta velocidad mediante sensores inerciales internos basados ​​en MEMS directamente a la aplicación principal para uso directo.

SEGMENTACIÓN

Por análisis de componentes

El segmento de sistemas de navegación inercial tuvo la mayor participación de mercado debido al mayor número de aplicaciones en varios sectores

Por componentes, el segmento se divide en acelerómetro, giroscopio, magnetómetro y sistema de navegación inercial. El segmento de sistemas de navegación inercial ocupa la posición dominante en el mercado y también se prevé que sea el segmento de más rápido crecimiento. A medida que aumenta el uso de vehículos autónomos, también aumenta la demanda de INS de bajo peso, tamaño pequeño y alto rendimiento. Además, se espera que la IMU y el sistema de navegación inercial crezcan debido a la creciente adopción del sistema de grado de navegación de próxima generación basado en tecnología MEMS, que mejora la precisión del sistema de navegación. Las aplicaciones de INS en vehículos aéreos no tripulados, vehículos militares, aviones y otros también impulsan el crecimiento del segmento.

Se estima que el segmento de acelerómetros crecerá significativamente debido al aumento de aplicaciones en vehículos aéreos no tripulados, robots industriales, automóviles autónomos y otros. Las mediciones tomadas por el acelerómetro se envían a los sistemas IMU y al sistema de navegación inercial para una navegación precisa y automatizada de estas plataformas.

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Por análisis de tecnología

MEMS domina debido a la mayor demanda de aplicaciones automotrices y dispositivos inteligentes

Por tecnología, el mercado se segmenta en giroscopio mecánico, giroscopio láser de anillo, giroscopio de fibra óptica, MEMS, giroscopio resonador hemisférico (HRG) y otros. El segmento MEMS es dominante y se prevé que sea el de más rápido crecimiento durante el período previsto. La integración de sensores MEMS en el sistema de navegación debido a su mayor precisión y su peso ligero impulsa el mercado.

Se espera que el segmento de giroscopios de fibra óptica se expanda a un ritmo moderado en los próximos años. El crecimiento de este segmento está impulsado por el uso cada vez mayor de sensores de fibra óptica en aplicaciones de lanchas a motor, coches de carreras y robótica.

El segmento de giroscopio mecánico se utiliza principalmente en sistemas de control de vuelo, como la navegación interior y los sistemas relativos y de posicionamiento aerotransportado (AHRS). Se espera que la demanda de giroscopios mecánicos aumente en los próximos años debido al aumento en el número de aviones entregados.

Por análisis de plataforma

El creciente enfoque en las tecnologías terrestres para la navegación llevó a una mayor adopción de unidades de medición inercial para aplicaciones terrestres

Por plataforma, el segmento se divide en aéreo, terrestre, marítimo y espacial. El segmento terrestre mantiene la posición dominante en la cuota de mercado de IMU y sistemas de navegación inercial de EE. UU. y se prevé que sea el segmento de más rápido crecimiento. Para el segmento terrestre, los sensores inerciales se utilizan para aplicaciones terrestres como automoción, dispositivos portátiles inteligentes, servicios médicos y otras aplicaciones.

Se espera que el segmento aéreo crezca debido a la creciente demanda mundial de viajes aéreos y al gasto militar en capacidades relacionadas con el espacio. Se espera que el segmento de plataformas aéreas sea el segmento de rápido crecimiento durante el período de estudio. El crecimiento de este segmento se debe a la creciente demanda de vehículos aéreos no tripulados en diferentes países.

Por análisis del usuario final

Debido a la gran demanda de flotas de aviones y vehículos aéreos no tripulados, el dominio aeroespacial y de defensa tiene la mayor cuota de mercado

Por usuario final, el mercado se divide en aeroespacial y defensa, electrónica de consumo , marino/naval, automotriz y otros. El segmento aeroespacial y de defensa tiene la mayor cuota de mercado en 2022. Los dispositivos aeronáuticos desempeñan un papel importante en el control, la guía de navegación y la estabilidad de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y las aeronaves. El sector aeroespacial está creciendo rápidamente debido a la creciente demanda de vehículos aéreos no tripulados y al aumento de flotas de aviones.

Se prevé que el segmento automotriz registre la CAGR más alta en los próximos años. La creciente demanda de coches autónomos ha contribuido al crecimiento de este segmento. Estados Unidos es uno de los mayores fabricantes y proveedores de vehículos robóticos del mundo. Además, el uso cada vez mayor de ROV en los sectores comercial y militar también contribuirá al crecimiento del segmento marino/naval.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Las grandes empresas se centran en sensores tecnológicos avanzados IMU e INS para solidificar la cartera de productos

Algunos de los fabricantes destacados en el mercado estadounidense incluyen General Electric Company, Gladiator Technologies, Honeywell International Inc., L3 Harris y Northrop Grumman Corporation, entre otros. Los actores clave se están centrando en el desarrollo de soluciones tecnológicas que puedan permitir sistemas de guía precisos, especialmente para vehículos aéreos no tripulados, satélites y vehículos autónomos.

LISTA DE EMPRESAS CLAVE PERFILADAS:

• Compañía General Electric (EE.UU.)


• Tecnologías de gladiadores (A NOSOTROS.)


• Honeywell Internacional Inc. (A NOSOTROS.)


• L3 Harris Technologies (EE. UU.)


• Corporación Northrop Grumman (A NOSOTROS.)


• Parker Hannifin Corporación (A NOSOTROS.)


• Raytheon Technologies Corporation (EE.UU.)


• Teledyne Technologies Incorporated (EE. UU.)


• Trimble Inc. (EE. UU.)


• VectorNav Tecnologías LLC. (A NOSOTROS.)


• Corporación EMCORE (EE. UU.)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• julio 2023 - Inertial Labs, un proveedor líder de soluciones avanzadas de navegación, compensación de movimiento y detección remota, ha logrado un hito importante al obtener un codiciado contrato de Programa de Adjudicación Múltiple (MAS) de la Administración de Servicios Generales (GSA). Este contrato refuerza aún más la posición de la empresa como proveedor de tecnología innovadora y confiable para agencias gubernamentales para soluciones de navegación denegada GNSS.


• junio 2023 - Avnet celebró un acuerdo de distribución con ACEINNA, una empresa líder en soluciones de detección basadas en MEMS que se centra en el desarrollo de unidades de medición inercial innovadoras y tecnologías de detección actuales. El acuerdo permite a Avnet vender productos ACEINNA a nivel mundial.


• mayo 2023 - Gladiator Technologies se ha adjudicado un contrato de varios años en apoyo del programa Rolling Airframe Missile (RAM). Desarrollada en cooperación transatlántica por Alemania y EE. UU., Gladiator Technologies, la unidad de medición inercial “LandMark” ha sido seleccionada para la actualización del Bloque 2B de próxima generación de RAM y se suministrará para respaldar la producción de velocidad completa a partir de 2023.


• Mayo 2023 - Exail recibió un contrato de 2,2 millones de dólares de la Guardia Costera de los EE. UU. (USCG) para reemplazar los sistemas de girocompás obsoletos en barcos de la clase Keeper (175 pies WLM Keeper Class Buoy Tenders). El contrato incluye sistemas de navegación que comprenden girocompás Octans y sistemas de distribución de datos de navegación (NDDS) Netans. Esta actualización proporcionará a las boyas auxiliares clase Keeper de la USCG capacidades de navegación más precisas y confiables.


• mayo 2023 - El Comando de Sistemas de Suministro Naval en Mechanicsburg anunció un contrato de 12 millones de dólares con Honeywell International para proporcionar giroscopios láser de anillo para el sistema de navegación inercial AN/WSN-7. El AN/WSN-7 es un sistema de navegación inercial giroscópico con láser de anillo autónomo que detecta los movimientos, la posición, la velocidad, la actitud, el rumbo y las velocidades del barco en formatos digitales y analógicos.

COBERTURA DEL INFORME

Una representación infográfica de U.S. IMU and Inertial Navigation System (INS) Market

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