他長期在高等教育和科學(xué)研究一線工作，在科研育人及科學(xué)研究與實(shí)踐中取得了顯著的成果；他白手起家，從零開始，聚焦哥氏振動(dòng)陀螺新原理、新技術(shù)和新應(yīng)用，通過持續(xù)攻關(guān)，形成了一條從振動(dòng)陀螺理論到器件、單元(微系統(tǒng))和系統(tǒng)的完整創(chuàng)新鏈，并實(shí)現(xiàn)了國防、工業(yè)和民用的產(chǎn)品鏈，為國家國防建設(shè)、國家重大工程和國家應(yīng)急救援特種應(yīng)用貢獻(xiàn)了智慧，極大地提升了振動(dòng)慣性傳感技術(shù)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的科技創(chuàng)新能力和國際競爭力……他就是重慶郵電大學(xué)光電工程學(xué)院教授、2020年重慶五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)芦@得者劉宇。

探索慣性陀螺新技術(shù)

從業(yè)以來，劉宇從國家戰(zhàn)略發(fā)展需求出發(fā)，選擇了不被大多數(shù)人看好的振動(dòng)慣性陀螺技術(shù)方向進(jìn)行研究，并持之以恒堅(jiān)持了17年。

在最開始對(duì)振動(dòng)陀螺儀研發(fā)的那幾年，面對(duì)國外對(duì)我國在慣性技術(shù)領(lǐng)域的封鎖，劉宇從零開始，從材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)起步，潛心研究具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的振動(dòng)陀螺核心技術(shù)，帶出了一批經(jīng)得起考驗(yàn)，有高度愛國情懷和科研熱情的科研團(tuán)隊(duì)。

靠著這種鍥而不舍的精神，劉宇和團(tuán)隊(duì)成員在遭遇了上千次失敗后迎來了轉(zhuǎn)機(jī)——2003年，他自主設(shè)計(jì)研制出高精度振動(dòng)角速率傳感器；2006年，劉宇進(jìn)入慣性方位測(cè)井領(lǐng)域；2008年，對(duì)與振動(dòng)陀螺有關(guān)的設(shè)計(jì)、工藝、封裝和信號(hào)處理技術(shù)形成體系；2009年開始在國際國內(nèi)的慣性技術(shù)頂級(jí)期刊發(fā)表論文；2012年出版國內(nèi)第一部系統(tǒng)論述固態(tài)振動(dòng)陀螺技術(shù)的專著。

通過多年努力，迄今，劉宇率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)把固態(tài)振動(dòng)陀螺的精度提升了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，從理論上證明了振動(dòng)陀螺具有導(dǎo)航級(jí)精度的潛力。他以及他的團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、全軍裝備預(yù)研重點(diǎn)基金、國家技術(shù)創(chuàng)新基金等縱向項(xiàng)目30多項(xiàng)，承擔(dān)橫向科研項(xiàng)目50多項(xiàng)，開發(fā)并成功應(yīng)用于市場(chǎng)的產(chǎn)品類型超過40種，榮獲國家級(jí)和省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，申請(qǐng)國家發(fā)明專利36項(xiàng)，獲授權(quán)27項(xiàng)，在《Optics EXPRESS》、《Sensors》等學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文130余篇，SCI/EI收錄80余篇，獨(dú)立撰寫專著4部。

劉宇在實(shí)驗(yàn)室潛心鉆研

開辟導(dǎo)航定位新天地

劉宇團(tuán)隊(duì)充分利用振動(dòng)陀螺微型化原理性優(yōu)勢(shì)，將傳感、處理、通信、能源等集成在一起，形成導(dǎo)航定位微系統(tǒng)，逐漸把振動(dòng)陀螺儀核心技術(shù)及其相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用到了航空航天、資源勘探、消防救援、移動(dòng)終端設(shè)備和工業(yè)監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域。這也讓很多企業(yè)注意到了劉宇團(tuán)隊(duì)，并且尋求合作。

2013年，華為計(jì)劃在其推出的最新手機(jī)中增加導(dǎo)航定位功能，并且希望將其用于室內(nèi)環(huán)境定位，他們采用了劉宇團(tuán)隊(duì)的自主慣性定位算法，并給予了好評(píng)。劉宇團(tuán)隊(duì)又先后運(yùn)用自己研發(fā)的慣性傳感器和組合單元，在室內(nèi)自主導(dǎo)航領(lǐng)域開發(fā)出系列產(chǎn)品。

近年來，面對(duì)我國高端慣性傳感器件制造業(yè)、衛(wèi)星拒止環(huán)境下的自主導(dǎo)航定位技術(shù)快速發(fā)展的重大需求，隨著振動(dòng)陀螺的核心技術(shù)已獲重大突破，劉宇敏銳地預(yù)見了其大規(guī)模的替代和創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用即將應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù)趨勢(shì)。在國際上，他首次將人員行走慣性導(dǎo)航精度提升到1‰，組合累積誤差控制在30分鐘5米，獨(dú)立開發(fā)出國內(nèi)首款可應(yīng)用于消防單兵實(shí)戰(zhàn)的導(dǎo)航定位測(cè)姿裝備。“這套系統(tǒng)曾經(jīng)亮相智博會(huì)，目前我們還在從系統(tǒng)實(shí)戰(zhàn)方向進(jìn)行完善。”劉宇介紹，這套消防單兵定位系統(tǒng)是集消防員室內(nèi)自主定位、3D運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)顯示、單兵運(yùn)動(dòng)行為識(shí)別、快速建模、樓層內(nèi)群網(wǎng)絡(luò)通訊、心率監(jiān)測(cè)等功能于一體的新型定位產(chǎn)品，厚度與重疊的兩個(gè)煙盒差不多，重200克－300克，表面只有一個(gè)開關(guān)按鈕。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，每個(gè)消防員只需佩戴它，按下開關(guān)按鈕，便可直接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。

劉宇團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)的人體運(yùn)動(dòng)學(xué)自主導(dǎo)航技術(shù)，把振動(dòng)陀螺的小型化和復(fù)雜姿態(tài)算法進(jìn)行了深度融合，建立了國內(nèi)最完整的慣性行為運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，獲得重點(diǎn)專項(xiàng)資助；他們研發(fā)出的消防單兵定位裝備被全國上百家應(yīng)急救援單位采用，已創(chuàng)造產(chǎn)值7000萬元，潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值上百億元；其人員定位系統(tǒng)在全球被首次應(yīng)用到核電領(lǐng)域，為國家智慧核電應(yīng)用開辟了新的領(lǐng)域。