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進隧道導航也不再斷片,互宇向量讓自動駕駛、衛星都更有方向感

常開車的人一定有這樣的經驗:進入隧道時,導航就「斷片」了。
相較於GPS等依賴外部觀測系統的定位方式,光纖陀螺儀(FOG)是一種依靠「內部資訊」定位的導航方式,不會受到外部環境干擾,甚至能成為自動駕駛和衛星的重要結構。
新創互宇向量就是這個領域的競爭者,目前已取得國內外專利,但是光纖陀螺儀的競爭門檻是什麼?互宇向量為何有自信搶下這個市場?
外部觀測系統受環境限制,光纖陀螺儀依「慣性」感測
常見的自動駕駛都使用GPS、雷射雷達、毫米波感測器、攝影機等作為判斷路況、定位的依據,但這些系統依賴外部環境感測,因此當受到建築物遮蔽時,感測的準確度便會受到影響。
光纖陀螺儀則利用物理現象塞格尼克效應(Sagnac Effect)進行定位:兩道不同方向的光經過封閉的光纖線圈時,因為存在環境慣性轉動造成兩道光的光程時間產生差異。

舉例來說,就像是兩個人在跑步機上反方向的跑步,即使速度相同,但由於跑步機的旋轉,其中一人勢必要花費更多力氣。
光纖陀螺儀能夠精確地測出這段時間差,進一步經過數值結算得出物體的轉速。當有了物體在立體空間中的轉速後,再透過物體前進的方向與速度計算出物體在地球上的確切位置。
互宇向量創辦人鍾宏彬在採訪時拿著模型飛機,並在白板上畫出示意圖,一步一步將光纖陀螺儀的技術簡化。只要地球轉動,光纖陀螺儀便能依慣性感測,並根據計算辨別出物體的精確位置,不會像外部感測系統受到外部環境的干擾。
「客製化料理」成技術優勢,20項以上專利佈局
光纖陀螺儀的技術已經存在多年,但因為成本較高,過去通常只被應用於國防領域。互宇向量則顛覆傳統軍工等級的傳統光纖陀螺儀,設計出方塊狀、多層次架構的光纖陀螺儀。

互宇向量_光纖陀螺儀
「傳統的作法就像是大鍋炒的料理,沒有辦法指定你要吃什麼菜,但我們可以做出指定的客製化料理。」鍾宏彬說。互宇向量的光纖陀螺儀將內部的結構層級化,並依據工業、軍事、航空等不同應用領域設計出不同的電路模組,也能降低內部結構的替換成本。
如果將光纖陀螺儀應用於自動駕駛中,就能減少外部環境的干擾,在惡劣的環境下也能有高精確度的定位,尤其是在固定路線、封閉環境的自動駕駛情境;而低軌道衛星(LEO)每秒前進的速度為811公里,光纖陀螺儀可以幫助移動速度極快的衛星具備良好的姿態控制,增強與地面訊號的接收。
目前互宇向量的光纖陀螺儀已經有超過20個已核准與申請中的專利,並有10名包括無人機、潛水艇、衛星等應用場域在內的合作對象,澳洲太空新創HEX20今年將發射的Koyo衛星內,便會放入互宇向量的光纖陀螺儀。

晶片設計延伸至光纖陀螺儀開發,致力導入更多領域應用
互宇向量的團隊來自中央大學,團隊原先從事晶片設計,設計出光纖陀螺儀內部的核心晶片,並成立了極星光電。後來團隊決定直接延伸投入光纖陀螺儀的研發,又接續成立互宇向量。
對於過去皆專注於研究工作的鍾宏彬而言,創業後有許多需要自己去摸索的細節。「作為執行長應該要懂得下放自己的權力,相信自己的團隊,不能依靠自己做出所有的決定。」鍾宏彬說。
鍾宏彬舉例,最初互宇向量設計的光纖陀螺儀其實比一張桌子還要大,後來因為有機械工程背景的成員加入團隊,才有如今能夠單手掌握的光纖陀螺儀,也因為輕便的體積才能將設備放入衛星之中。
目前,互宇向量已經組成超過20人的創業團隊,他們致力要開拓更多領域的市場,讓光纖陀螺儀進行更多方位的應用。
(資料來源:數位時代雜誌)