米国のIMUおよび慣性航法システム（INS）の市場規模、シェア、新型コロナウイルス感染症およびロシア・ウクライナ戦争の影響分析、コンポーネント別（加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、慣性航法システム）、技術別（機械式ジャイロ、リングレーザージャイロ、ファイバー）光学ジャイロ、MEMS、半球共振器ジャイロスコープ (HRG) など)、プラットフォーム別 (航空、地上、海上、宇宙)、エンドユーザー別 (航空宇宙および防衛、家庭用電化製品、海洋/海軍、自動車、その他) 、および地域予測、2023 ～ 2030 年

米国の IMU および慣性航法システム (INS) の市場規模は、2022 年に 45 億 7,000 万ドルと評価され、2023 年の 48 億 9 千万ドルから 2030 年までに 89 億 6 千万ドルに成長すると予測されており、予測期間中 9.0% の CAGR を示しました。

IMU デバイスは、物体の動きと方向を測定する加速度計、ジャイロスコープ、磁力計で構成されています。ジャイロスコープは角速度を測定し、加速度計は比の力を測定して報告します。加速度センサーは加速度と速度も測定できます。 IMU デバイスは、それに取り付けられた物体の比重と角速度も測定できます。磁力計は磁場の強さを測定します。これらのセンサーは、慣性センサーが統合されたプラットフォームの現在の速度を測定できます。回転速度、方位、傾斜、加速度を測定できます。 IMU デバイスは、3 次元空間内のターゲット位置を提供します。

慣性航法システムは、局所的に取得された慣性センサーと慣性デッドシェイキング戦略を使用して、物体の方向、速度、位置、向きを決定する電子デバイスです。慣性航法システムは、全地球航法衛星システム (GNSS) 受信機、慣性測定ユニット、またはその他の動き検知デバイスで構成されます。これらすべてのコンポーネントが連携して、オブジェクトの正確な位置を特定します。 INS には、慣性センサーからの測定データを分析および追跡する計算ユニットも含まれています。自動運転車、UAV、ロボットにおける IMU と慣性航法システムの応用の増加により、米国全土の市場が拡大するでしょう。

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の影響

新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の二重の影響: ヘルスケアとエレクトロニクスが繁栄する一方、自動車と航空宇宙産業は抑制される

パンデミックにより世界のサプライチェーンが混乱し、いくつかのプロジェクトのスケジュールに遅れが生じ、最終的に需要に影響を及ぼしました。たとえば、2021年に米国に本拠を置くKVHインダストリーズは、新型コロナウイルス感染症のパンデミックが同社のサプライチェーンに悪影響を及ぼし、事業運営に必要な原材料、部品、その他の供給品の配送に遅れが生じたと発表した。 KVH の慣性航法部門では、TACNAV 製品の売上高が 27% 減少しました。 TACNAV は、軍事用途に使用される戦術ナビゲーション システムです。

さらに、航空宇宙、自動車など、IMU に依存する多くの業界は、渡航制限、経済減速、ロックダウン措置により需要の減少を経験しました。 IMUと慣性航法システム（INS）の主要なエンドユーザーである航空機、産業用ロボット、自動運転車、UAV、衛星、その他のプラットフォームは、原材料、熟練労働者の不足、製造施設の一時停止により遅延に直面しました。パンデミックのため。

しかし、ヘルスケア、家庭用電化製品、ゲーム、スポーツ業界はプラスの成長を遂げました。 IMU は、患者の動きを監視し、遠隔医療アプリケーションを支援するために使用される場合もありました。身体活動の検出により、介護者/医師との物理的なやり取りを行わずに自動患者モニタリングが可能になります。さらに、新型コロナウイルス感染症 (COVID-19) の影響下でウェアラブル センサーの応用が増加したことが、米国市場の成長を促進しました。

ロシア・ウクライナ戦争の影響

ロシア・ウクライナ戦争は米国の IMU および慣性航法システム市場に好影響を与える

航空宇宙および防衛は最大の最終用途産業の 1 つであるため、ロシアとウクライナの戦争により IMU/INS の需要が増加しました。大手企業は、航空宇宙および防衛アプリケーションにおける妨害電波対策技術に対抗するための IMU/INS を改善するために、新技術にさらに投資しています。

• たとえば、2022 年 2 月の開戦以来、ロシアはすべての周波数で長距離にわたって電子妨害を発信する新しい妨害装置を採用し、配備しました。これは、ウクライナによるGMLRSミサイルやGPS誘導JDAM爆弾などのGPS誘導兵器の使用を阻止することを目的としていた。アメリカの GPS 誘導兵器には、不浸透性の IMU と慣性航法システムのバックアップが装備されており、GPS 信号が遮断または遮断された場合でも正確な誘導を提供します。

ロシアの新型弾幕妨害装置は、標的から遠く離れた場所で GPS 信号を素早く妨害することで、INS バックアップの効果を低下させることができたようです。これは、IMU と慣性航法システムが誤った位置更新を受信し、GPS の効果的なバックアップを実行できなかったことを示しています。これはロシアによるウクライナ侵攻の1年前にすでに潜在的な問題として認識されていた。イスラエル軍は、イスラエルが新しい高度ナビゲーション技術センターの主要スポンサーであると発表しました。

国営 IAI (イスラエル航空宇宙産業) のこの新しい部門は、衛星誘導 (GPS) を補完または置き換える新世代の INS テクノロジーを開発および製造します。 IAIは新しいINS技術については詳細を明らかにしていない。同社は、GPS システムの無停電バックアップとして、IMU および慣性航法システム システムを設計および製造しています。ただし、将来的には INS が改善されるという有望な見通しがあります。

防衛において、これらのテクノロジーは、戦闘機、地上車両、海軍艦艇にとって、困難な環境での航行を強化し、誘導兵器をサポートするために極めて重要です。 IMU と INS は、航空宇宙分野や防衛分野のさまざまな用途でミッションの成果を成功させるための正確な測位、追跡、誘導を可能にすることで、軍用潜水艦、地上設置レーダー システム、無人地上車両 (UGV) において重要な役割を果たしています。

2023 年 1 月、ウクライナ政府は 5 億 5,000 万米ドルを割り当てて軍向けの UAV 調達を増やすと発表しました。ウクライナ軍とロシア軍は、偵察や攻撃任務にさまざまな UAV を使用してきました。

国営企業ロステックによると、2022年9月、ロシアのKUBおよびランセット神風無人機がウクライナでの戦闘作戦中に広範囲に配備された。ロシア軍はZALA Aeroの無人航空機を積極的に採用している。これらのドローンは主に遠く離れた地上目標を攻撃するために使用されます。このような開発により、UAV 用の IMU および慣性航法システム センサーの需要が高まりました。

最新トレンド

複数のセンサーの小型化と IMU/INS、MEMS テクノロジーとの統合が顕著な市場トレンド

小型化と複数のセンサーの統合は、市場で人気を集めている重要なトレンドです。市場の大手企業は、市場シェアを拡大​​するために、複数のセンサーを統合し、コンパクトな IMU と慣性航法システムの製造に注力しています。

複数のセンサーを 1 つのパッケージに統合することで、より小型でありながらより強力なユニットが作成されます。この傾向は、自動運転車、ウェアラブル、ロボット工学、航空宇宙などのさまざまなアプリケーションにおけるパフォーマンス、精度、効率の向上を目指しています。小型化の利点には、スペースの最適化、軽量化、精度の向上、消費電力の低減、統合の容易さ、コスト効率などがあります。

• 2022 年 2 月、IMU、INS、その他のモーション システムを専門とする米国に本拠を置く企業 Inertial Labs Inc. は、新しい GNSS ベースの慣性ナビゲーション システムを発売しました。 INS-DM は、電磁干渉から保護された同社の新世代の非常に堅牢なデバイスの IP68 認定バージョンです。完全に統合されたデバイスは、慣性ナビゲーション システムとコース参照システムを組み合わせています。

• 2022 年 7 月、同社はコンパクトなストラップダウン慣性計測ユニット (IMU) のカーネル製品ラインを拡張し、陸、海、空の無人システムに最適な 4 つの新しいモデルを追加しました。新しいカーネル 110 および 120 IMU は、Inertial Labs の既存のカーネル 100 IMU を置き換えるものであり、カーネル 210 および 220 は、同社の戦術 IMU-P センサーの小型バージョンです。

カーネル シリーズ IMU は、最新の MEMS センサー テクノロジーを統合した完全に統合された慣性ソリューションです。カーネル IMU は、そのコンパクトな設計と低消費電力により、スペースと電力をほとんど消費せずに、幅広い高次システムに簡単に統合できます。これらのコンパクトなユニットは、ナビゲーション、モーション追跡、没入型体験の進歩を推進します。これらは、自動車、防衛、家電業界で広く使用されています。

さらに、MEMS テクノロジー (微小電気機械システム) ベースの IMU/INU は、市場においてますます不可欠なトレンドになりつつあります。 MEMS は 1 ～ 100 ミクロンのサイズのコンポーネントで構成され、MEMS デバイスのサイズは通常 20 ミクロンから 1 ミリメートルの範囲になります。

• 2022 年 8 月、米国に本拠を置く企業 MEMSIC Inc. は、初の MEMS 6 軸慣性センサー (IMU) MIC6100AL を発売しました。この製品には 3 軸ジャイロスコープと 3 軸加速度計が統合されており、インタラクティブな動作検出システムをサポートできます。

MEMSIC は、信頼性の高い 3 耐質量 MEMS アーキテクチャを使用して、ユーザーにスムーズな動き検出エクスペリエンスを提供します。 MIC6100AL 6 軸 IMU センサーは大きな FIFO を備え、I2C/I3C/SPI 通信モードをサポートします。 LGA パッケージのサイズは 2.5 x 3 x 0.83 mm、データ出力周波数は最大 2200 Hz です。

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推進要因

慣性航法システム市場の成長を促進する自動運転車と UAV の需要の高まり

自動運転はモビリティ業界の未来です。そのため、大手自動車メーカーやテクノロジー企業は自動運転車への投資に高い関心を持ち、重点を置いています。この自動運転車への投資の増加により、今後数年間で市場の成長が促進される可能性があります。

• たとえば、ヒュンダイは 2022 年 5 月に、自動運転車やロボット工学などのモビリティ ソリューションを開発するために米国に 50 億ドル近くを投資する計画を発表しました。この投資は、顧客に高度なモビリティを提供するという同社の大規模な推進の一環です。


• 2022 年 12 月、Kodiak Robotics は米国国防総省から、軍用の自動運転車の設計とテストを行う約 5,000 万ドルの契約を受け取りました。カリフォルニアに本拠を置く自動運転トラックのメーカーは、今後、米陸軍のロボット戦闘車両を中心とする将来の軍用地上車両の自動化に貢献する予定です。


• 2023 年 1 月、チップメーカーの Nvidia Corp とエレクトロニクスメーカーの Foxconn は、自動運転車プラットフォームを開発するための提携を発表しました。台湾の受託製造会社 Foxconn は、コネクテッドおよび自動運転車のコンピューティング専用に作られた Nvidia の DRIVE Orin チップをベースにした自動車用電子制御ユニット (ECU) を製造すると発表しました。

市場の成長は、軍事における攻撃、ISR 活動、捜索救助活動のための無人航空機 (UAV) の使用の増加によっても促進されています。たとえば、2021 年 4 月、Inertial Labs は、INS-DH-OEM、IMU-NAV-100、INS-U などの次世代の GPS 支援システムを開発したと発表しました。これらの INS は、UAV などの航空機プラットフォーム用に設計されています。

米国全土の慣性測定ユニット市場を牽引する産業用ロボットの主要な開発と導入

慣性計測ユニットによりロボットの位置や動作情報を確認できます。また、ロボットに遠隔から命令して制御することもできます。ロボットは、危険な活動や反復的な活動を高精度かつ正確に実行するようにプログラムされることが増えています。産業用ロボットは、幅広い分野や用途で使用されています。

• たとえば、2023 年 3 月、米国空軍 (USAF) は、高速複合材料生産用の金属工具を製造するためのロボット技術の開発を推進および加速する目的で、Machina Labs に 160 万ドルの資金を授与しました。


• 2023 年 2 月、Oceaneers International, Inc. は、国際的な大手フォークリフト メーカーから Oceaneers Mobile Robotics, Inc. (OMR) への供給契約を結んだと発表しました。 OMR は、MaxMove CB D 2000 自動カウンターバランス フォークリフト 85 台を納入する契約を獲得しました。


• 2023 年 5 月、Hesai Technology (HSAI) は、モバイル ロボティクス ナビゲーション システムと IMU の世界的リーダーである Inertial Labs との、LiDAR センサーに関する複数年間のテクノロジー パートナーシップ契約を発表しました。 Inertial Labs は、海上、陸上、航空ベースの自律型ロボット システムのナビゲーション システムに認識機能とナビゲーション機能を提供するために Hesa​​i のセンサーを選択しました。

抑制要因

校正エラーは IMU および INS 市場の成長に大きな課題となる可能性があります

慣性ナビゲーション システムは、慣性測定ユニットからの出力を使用し、加速度および回転に関する情報と、位置、速度、および姿勢に関する初期情報を組み合わせます。その後、新しい測定ごとにナビゲーション ソリューションを提供します。

IMU の運動情報は慣性航法システムに送信されます。 IMU データと GNSS データを組み合わせることで、位置、速度、姿勢が得られます。 IMU データは時間の経過とともに統合できます。その結果、時間の経過とともに測定誤差が増加します。測定におけるバイアス誤差は、測定データから除去されない場合でも、機械化の一環として 2 回統合されます。

加速度の一定のバイアスは、速度と二次位置の線形誤差に変換されます。これらのエラーはナビゲーションに重大な影響を与えます。ジャイロスコープまたは加速度計は、センサーが加速度を認識する方法に基づいてバイアスを変更する場合があります。これは、微小電気機械システム (MEMS) でよくあるエラーです。

適切に設計された収束された INS フィルタは、IMU 測定値から誤差を推定して除去します。これにより、GNSS が低下している期間でも姿勢精度が向上し、ソリューションの安定性が長くなります。

2020 年 5 月、Micron Digital は、この種のものとしては世界初となる、ドリフトを排除する IMU を開発したと発表しました。 ROMOS は、ドリフトのない方向と位置情報をミリメートル単位でホスト デバイス/プロセッサに直接送信します。 GPS などの外部基準信号に依存する従来の IMU とは異なり、ROMOS はドリフト誤差を補償するために追加の外部信号を必要としません。位置データは、内部 MEMS ベースの慣性センサーによって高速で生成され、ホスト アプリケーションに直接送信され、直接使用されます。

セグメンテーション

成分分析による

慣性航法システム部門は、さまざまな分野でのアプリケーション数の増加により最高の市場シェアを維持

コンポーネントごとに、このセグメントは加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、慣性ナビゲーション システムに分割されます。慣性航法システム部門は市場で支配的な地位を占めており、最も急成長している部門でもあると予測されています。自動運転車の使用が増えるにつれて、軽量、小型、高性能の INS に対する需要も高まります。さらに、ナビゲーションシステムの精度を向上させるMEMS技術に基づく次世代ナビゲーショングレードシステムの採用増加により、IMUおよび慣性ナビゲーションシステムの成長が見込まれています。 UAV、軍用車両、航空機などへの INS の応用も、この分野の成長を推進します。

加速度計セグメントは、UAV、産業用ロボット、自動運転車などのアプリケーションの増加により、大幅に成長すると推定されています。加速度計によって取得された測定値は、IMU および慣性航法システム システムに供給され、これらのプラットフォームの正確な自動ナビゲーションを実現します。

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テクノロジー分析による

自動車アプリケーションとスマート デバイスの需要増加により MEMS が主流

市場はテクノロジー別に、機械式ジャイロ、リング レーザー ジャイロ、光ファイバー ジャイロ、MEMS、半球共振器ジャイロスコープ (HRG) などに分類されます。 MEMS セグメントが支配的であり、予測期間中に最も急速に成長すると予測されています。 MEMS センサーをナビゲーション システムに統合すると、システムの精度が向上し、軽量化が市場を牽引します。

光ファイバー ジャイロ セグメントは、今後数年間で緩やかなペースで拡大すると予想されます。このセグメントの成長は、モーター ボート、レースカー、ロボット工学アプリケーションにおける光ファイバー センサーの使用の増加によって促進されています。

機械式ジャイロ セグメントは、主に内陸ナビゲーションや航空機測位および相対 (AHRS) システムなどの飛行制御システムで使用されます。機械式ジャイロの需要は、納入される航空機の数の増加により、今後数年間で増加すると予想されます。

プラットフォーム分析による

ナビゲーションのための地上ベースのテクノロジーへの注目の高まりにより、地上アプリケーション向けの慣性測定ユニットの採用が増加しました

プラットフォームごとに、セグメントは空輸、地上、海上、宇宙に分かれています。地上セグメントは、米国の IMU および慣性航法システム市場シェアで支配的な地位を占めており、最も急成長しているセグメントになると予測されています。地上セグメントでは、慣性センサーは自動車、スマート ウェアラブル、医療サービス、その他のアプリケーションなどの地上アプリケーションに使用されます。

航空部門は、航空旅行の世界的な需要の増加と宇宙関連能力への軍事支出により、成長すると予想されています。航空ベースのプラットフォームセグメントは、調査期間中に急速に成長するセグメントになると予想されます。このセグメントの成長は、さまざまな国での UAV に対する需要の高まりによるものです。

エンドユーザー分析による

無人航空機および航空機の需要が高いため、航空宇宙および防衛分野が最大の市場シェアを保持しています

市場はエンドユーザーごとに、航空宇宙および防衛、家庭用電化製品、海洋/海軍、自動車などに分かれています。航空宇宙および防衛分野は、2022 年に最大の市場シェアを獲得します。航空機器は、無人航空機 (UAV) と航空機の制御、ナビゲーション誘導、安定性において重要な役割を果たします。航空宇宙部門は、無人航空機の需要の増大と航空機の保有数の増加により急速に成長しています。

自動車セグメントは、今後数年間で最も高い CAGR を記録すると予測されています。自動運転車に対する需要の高まりが、この分野の成長に貢献しています。米国は世界最大のロボット車両の製造および提供国の一つです。さらに、商業および軍事分野での ROV の使用の増加も、海洋/海軍分野の成長に貢献します。

主要業界のプレーヤー

大企業は製品ポートフォリオを強化するために、技術的に高度な IMU および INS センサーに注力

米国市場の著名なメーカーには、General Electric Company、Gladiator Technologies、Honeywell International Inc.、L3 Harris、Northrop Grumman Corporation などがあります。主要企業は、特に UAV、衛星、自動運転車向けの正確な誘導システムを実現できる技術ソリューションの開発に注力しています。

プロファイルされた主要企業のリスト:

• ゼネラル・エレクトリック社（米国）


• グラディエーター テクノロジーズ (米国)


• ハネウェル インターナショナル Inc. (米国)


• L3 ハリス テクノロジーズ (米国)


• ノースロップ グラマン コーポレーション (米国)


• パーカー・ハネフィン・コーポレーション（米国）


• レイセオン テクノロジーズ コーポレーション (米国)


• Teledyne Technologies Incorporated (米国)


• Trimble Inc. (米国)


• VectorNav テクノロジーズ LLC。 (米国)


• EMCORE コーポレーション (米国)

主要な業界の発展:

• 2023 年 7 月 - 高度なナビゲーション、動き補償、およびリモート センシング ソリューションの大手プロバイダーである Inertial Labs は、誰もが切望する一般調達局 (GSA) の複数の賞のスケジュールを確保することで重要なマイルストーンを達成しました ( MAS）契約。この契約により、政府機関に対する GNSS 拒否ナビゲーション ソリューションの信頼できる革新的なテクノロジー プロバイダーとしての同社の立場がさらに強化されます。


• 2023 年 6 月 - アヴネットは、革新的な慣性測定ユニットと電流センシング技術の開発に注力する MEMS ベースのセンシング ソリューションの大手企業である ACEINNA と販売契約を締結しました。この契約により、アヴネットは ACEINNA 製品を世界中で販売できるようになります。


• 2023 年 5 月 - Gladiator Technologies は、ローリング エアフレーム ミサイル (RAM) プログラムをサポートする複数年契約を締​​結しました。ドイツと米国による大西洋横断協力で開発された Gladiator Technologies の「LandMark」慣性測定ユニットが、RAM の次世代ブロック 2B アップグレードに選択され、2023 年からのフルレート生産をサポートするために供給される予定です。


• 2023 年 5 月 - Exail は、キーパー クラス (175 フィートの WLM キーパー クラス ブイ テンダー) の船舶に搭載されている旧式のジャイロコンパス システムを交換するため、米国沿岸警備隊 (USCG) から 220 万ドルの契約を受注しました。 。この契約には、Octans ジャイロコンパスと Netans ナビゲーション データ配信システム (NDDS) で構成されるナビゲーション システムが含まれます。このアップグレードにより、USCG キーパー クラスのブイテンダーに、より正確で信頼性の高いナビゲーション機能が提供されます。


• 2023 年 5 月 - メカニクスバーグの海軍補給システム司令部は、AN/WSN-7 慣性航法システム用のリング レーザー ジャイロを提供するためにハネウェル インターナショナルと 1,200 万ドルの契約を締結したと発表しました。 AN/WSN-7 は、船舶の動き、位置、速度、姿勢、方位、速度をデジタルおよびアナログ形式で検知する自己完結型のリング レーザー ジャイロ慣性航法システムです。

レポートの対象範囲

市場調査レポートは詳細な業界分析を提供し、トップメーカー、製品カテゴリ、サービスの一般的なアプリケーションなどの主要な要素に焦点を当てています。このレポートはまた、米国市場の主要な傾向を特定し、市場動向についての洞察を提供します。さらに、レポートには、近年の市場の成長見通しに影響を与えた他の多くの要因が含まれています。

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