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INS는 항공기 항법을 위해서 IMU 출력을 이용해서 현재 위치(present position)와 방향(orientation) 그리고 자세에 관한 정보를 계산하는 컴퓨터로 구성된 하나의 시스템으로 볼 수 있다. 반면 IMU는 가속도계(accelerometer)와 자이로스코프로 구성된 INS의 한 구성품이다. 최근 출시되는 중대형 항공기에는 대부분 FMS에 의한 항법, 비행조종, 엔진과 연료 관리, AHRS에 이르기까지 통합해서 관리하는 체계를 갖추고 있다. 현대 IMU는 초소형으로 개발되어 MEMS IMU(accelerometer/gyroscope)로 발전하였다.
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관성 측정 장비 – 위키백과, 우리 모두의 백과사전
관성 측정 장치(IMU)는 가속도계와 회전 속도계, 때로는 자력계의 조합을 사용하여 신체의 특정한 힘, 각도 비율 및 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정하고 보고하는 …
Source: ko.wikipedia.org
Date Published: 4/28/2021
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관성측정장치(IMU)의 원리
3축 가속도와 3축 자이로 센서를 조합한 후 각각의 센서 출력을 내보내는 장치를 관성측정장치(IMU; Inertial Measurement Unit)이라고 부릅니다.
Source: sharehobby.tistory.com
Date Published: 1/22/2022
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관성 측정 장치(IMU)
관성 측정 장치(IMU)를 통합함으로써 고객이 차량의 경사 관련 위치를 실시간으로 알 수 있습니다. 기계의 ECU(장비 제어 장치)는 이 정보를 처리하고 기계가 경사진 …
Source: sps.honeywell.com
Date Published: 9/25/2022
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관성 측정 장치의 융합연구 형태와 방법에 관한 … – Korea Science
요 약 본 연구의 목적은 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)의 융합연구 형태와 방법에 대한 연구를. 체계적 문헌고찰 방법으로 분석하여 IMU의 형태와 …
Source: www.koreascience.or.kr
Date Published: 11/24/2022
View: 7026
자율주행의 핵심, MEMS 기반 관성 측정 장치 – 테크월드뉴스
이를 3축 가속도계와 결합해 관성 측정 장치(IMU, Inertial Measurement Units)를 구성하면 자동차의 움직임을 완벽하게 파악할 수 있다.
Source: www.epnc.co.kr
Date Published: 11/9/2021
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관성 측정 장치의 융합연구 형태와 방법에 … – 한국학술지인용색인
본 연구의 목적은 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)의 융합연구 형태와 방법에 대한 연구를 체계적 문헌고찰 방법으로 분석하여 IMU의 형태와 방법에 …
Source: www.kci.go.kr
Date Published: 11/19/2022
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관성 측정 장치 센서(IMU) – Analog Devices DigiKey
Analog Devices(ADI) 관성 측정 장치(IMU) 센서는 정밀 자이로스코프, 가속도계, 자력계 및 압력 센서의 다축 조합을 기반으로 합니다. ADI 기술은 매우 복잡한 응용 …
Source: www.digikey.kr
Date Published: 9/19/2022
View: 2866
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주제에 대한 기사 평가 관성 측정 장치
- Author: 비행연구원
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- Date Published: 2021. 8. 19.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=prqsKfLKsyE
관성 측정 장비
관성 측정 장치(IMU)는 가속도계와 회전 속도계, 때로는 자력계의 조합을 사용하여 신체의 특정한 힘, 각도 비율 및 때로는 신체를 둘러싼 자기장을 측정하고 보고하는 전자 장치이다. . IMU는 일반적으로 무인 항공기(무인 항공기)를 포함한 항공기와 인공위성과 육지를 포함한 우주선을 조종하는 데 사용된다. 최근의 개발은 IMU를 사용할 수 있는 GPS장치의 생산을 가능하게 한다. IMU는 터널, 건물 내부 또는 전자적 간섭이 있을 때와 같이 GPS-신호를 사용할 수 없을 때 GPS수신기를 사용할 수 있도록 한다.[1]
작동 원리 [ 편집 ]
관성 측정 장치는 하나 이상의 가속도계를 사용하여 선형 가속도를 감지하고 하나 이상의 자이로스코프를 사용하여 회전 속도를 감지함으로써 작동한다. 어떤 것들은 또한 표제 참조로 사용되는 자기 측정기를 포함한다. 일반적인 구성에는 피치, 롤링 및 요 세 가지 차량의 각 축에 대해 축 하나당 속도계, 자이로 및 자기 측정기가 하나씩 포함된다.
이용 [ 편집 ]
IMU는 종종 초기 IMU측정을 이용하여 글로벌 기준 프레임에 대한 자세, 각도 비율, 선형 속도 및 위치를 계산하는 관성 항법 시스템에 통합된다. IMU가 장착된 INS는 유인 항공기, 미사일, 선박, 잠수함, 위성과 같은 많은 상업용 및 군사용 차량의 항법과 통제의 중추를 이룬다. IMU는 또한 무인 시스템의 안내와 제어에 있어 필수적인 요소이다. 태도라는 개념과 헤딩 참조 시스템은 IMU를 이용한다. 자기 북쪽에 상대적인 방향으로 차량 자세를 계산한다. IMU의 센서에서 수집된 데이터는 컴퓨터가 추측 항법(dead reckoning)이라고 알려진 방법을 사용하여 우주선의 위치를 추적할 수 있게 해준다.
육지 차량의 경우 IMU가 GPS기반 차량 내비게이션 시스템 또는 차량 추적 시스템에 통합될 수 있으므로 시스템의 계산이 잘못되고 최대한 많은 데이터를 수집할 수 있다. 차량의 현재 속도, 회전 속도, 방향, 기울기 및 가속도에 대한 데이터를 차량의 휠 속도 센서 출력 및 가능한 경우 후진 기어 신호와 조합하여 더 나은 교통 충돌 분석과 같은 목적으로 사용한다.
항법 목적 외에도 IMU는 많은 소비자 제품에서 방향 센서 역할을 한다. 거의 모든 스마트 폰과 태블릿에는 IMU가 방향 센서로 포함되어 있다. 또한 피트니스 추적기 및 기타 웨어러블에는 달리기와 같은 모션 측정을 위한 IMU가 포함될 수 있다. IMU는 또한 실행과 관련된 특정 매개 변수의 특수성과 민감성을 확인함으로써 이동 중일 때 개인의 개발 수준을 결정할 수 있는 능력이 있다. 닌텐도 Wii의 리모컨과 같은 일부 게임 시스템은 움직임을 측정하기 위해 IMU를 사용한다. 저가 IMU는 소비자 드론 산업의 확산을 가능하게 했다. 또한 스포츠 기술(기술 훈련)[2]및 애니메이션 용도로도 자주 사용된다. 그들은 모션 캡처 기술에 사용하기 위한 경쟁 기술입니 I[3]MU는 Segway Personal Transporter에서 사용되는 균형 기술의 핵심이다.
항해에서 이용 [ 편집 ]
우주선의 현대적 관성 측정 장치.
항법 시스템에서 IMU가 보고한 데이터는 자세, 속도 및 위치를 계산하는 프로세서에 입력된다. Strap Down Inertial System이라 불리는 일반적인 구현에는 자이로스코프의 각도 비율이 통합되어 각도 위치를 계산한다. 이것은 자세를 추정하기 위해 칼만 필터에서 가속도계에 의해 측정된 중력 벡터와 융합된다. 자세 추정은 가속 측정을 관성 참조 프레임 (관성 항법이라는 용어)으로 변환하여 선형 속도를 얻기 위해 한 번 통합되고 선형 위치를 얻기 위해 두 번 통합된다.[4][5][6]
예를 들어, 특정 방향 벡터를 따라 움직이는 비행기에 설치된 IMU가 비행기의 가속도를 1 초 동안 5m / s2로 측정하는 경우 1 초 후에 안내 컴퓨터는 비행기가 5m / s이며 초기 위치 (v0 = 0이고 시작 위치 좌표 x0, y0, z0)로 2.5m가되어야한다. 기계적 종이지도 또는 디지털지도 보관소 (지도 시스템 위치 출력이 종종 기준점으로 사용되어 움직이는 지도가 나오기 때문에 출력이 일반적으로 움직이는지도 디스플레이로 알려진 시스템)과 결합 된 경우 안내 시스템에서 다음을 사용할 수 있다. 이 방법은 비행기가 GPS 네비게이션 시스템처럼 특정 순간에 지리적으로 위치하는 조종사를 보여주기 위함이지만 위성이나 육상 라디오 트랜스 폰더와 같은 외부 구성 요소와 통신하거나 통신 할 필요가 없지만 외부 소스 관성 항법 시스템에 의해 허용된 위치 갱신 빈도가 더 높을 수 있기 때문에 맵 디스플레이상의 차량 움직임은보다 매끄럽게 감지 될 수 있다. 이 네비게이션 방법은 데드 레커닝 (dead reckoning)이라고 한다.
가장 초기의 유닛 중 하나는 Ford Instrument Company가 USAF를 위해 설계하고 제작한 것으로 항공기 외부에서 아무런 입력없이 항공기가 비행 중에 이동할 수 있도록한다. 지상 포지션 인디케이터 (Ground-Position Indicator)라고 불리는이 조종사는 조종사가 이륙시 항공기 경도와 위도를 입력하면 조종사에게 지상과 관련하여 항공기의 경도와 위도를 표시한다.[7]
단점 [ 편집 ]
IMU를 네비게이션에 사용하는 주된 단점은 일반적으로 누적된 오류로 고통 받는다는 것이다. 가이던스 시스템은 속도와 위치를 계산하기 위해 가속도를 시간에 대해 지속적으로 통합하므로 (추측 항법 참조) 모든 측정 오류는 시간이 지남에 따라 누적된다. 이것은 ‘드리프트 (drift)’로 이어진다. 시스템이 위치한다고 생각하는 위치와 실제 위치가 계속해서 차이가 난다. 적분으로 인해 가속도에 일정한 오차가 발생하면 속도의 선형 오차와 위치의 2 차 오차 증가가 발생한다. 자세율(attitude rate)의 일정한 오차는 속도의 2차 오차와 위치의 3차 오차 증가를 초래한다.[8]
GPS와 같은 위치 추적 시스템[9]은 드리프트 오류를 지속적으로 교정하는 데 사용할 수 있다(칼만 필터 적용).
TIMU (타이밍 및 IMU) 센서 [ 편집 ]
DARPA의 Microsystems Technology Office (MTO) 부서는 절대 위치 추적을 수행하는 “TIMU”( “타이밍 및 관성 측정 장치”) IC를 설계하기 위한 Micro-PNT(“위치 결정, 탐색 및 타이밍을 위한 마이크로 기술” GPS 지원 탐색 기능이 없는 단일 칩“)이다.[10][11][12]
Micro-PNT는 매우 정확한 마스터 타이밍 클럭[13]을 IMU(관성 측정 장치)칩에 통합하여 “TIMU”(“타이밍 및 관성 측정 장치”) 칩으로 만든다. 따라서 Micro-PNT 용 TIMU 칩은 3 축 자이로스코프, 3 축 가속도계 및 3 축 자력계가 통합되어 있다. 고정밀 마스터 타이밍 클럭과 함께, 그것은 동시에 추적 된 움직임을 측정하고 이를 동기화 된 클록의 타이밍과 결합한다. 센서 퓨전을 사용하면 외부 송신기 또는 트랜시버 없이도 절대 위치 추적이 가능하다.[10][11]
IMU 성능 [ 편집 ]
응용 프로그램 유형에 따라 매우 다양한 종류의 IMU가 있으며 성능 범위는 다음과 같다.[14]
자이로스코프의 경우 # 0.1 ° / s ~ # 0.001 ° / h
가속도계의 경우 # 100 mg에서 # 10 μg까지
센서 오류 [ 편집 ]
자이로스코프 및 가속도계 센서의 동작은 종종 적절한 측정 범위와 대역폭이 있다고 가정할 때 다음 오류를 기반으로 한 모델을 통해 나타난다.
오프셋 오류: 이 오류는 안정성 성능 (센서가 불변 조건에서 유지되는 동안 드리프트)과 반복성 (두 조건 사이의 다양한 조건으로 구분 된 유사한 조건에서의 두 측정 간의 오차)
축척 비율 오류: 사용 불가능 및 비선형성으로 인한 첫 번째 주문 감도 오류
정렬 불량 오류: 기계 장착 불량으로 인한 오류
교차 축 감도: 센서 축에 직각 방향의 축을 따라 요청에 의해 유도되는 기생 측정
노이즈: 원하는 동적 성능에 따라 다름
환경 민감도: 주로 열 구배 및 가속도에 대한 민감도
이러한 모든 오류는 각 센서 기술에 특정한 다양한 물리적 현상에 달려 있다. 목표로 하는 애플리케이션에 따라 적절한 센서 선택을 할 수 있도록 하려면 단기간 및 장기간에 걸쳐 안정성, 반복성 및 환경 감도 (주로 열적 및 기계적 환경)와 관련된 요구 사항을 고려하는 것이 매우 중요한다. 애플리케이션의 목표 성능은 센서의 절대 성능보다 더 낫다. 그러나 센서 성능은 시간에 따라 정확도가 다소 달라 반복적으로 적용될 수 있으므로 평가하고 보정하여 성능을 향상시킬 수 있다. 이 실시간 성능 향상은 센서 및 IMU 모델 모두를 기반으로 한다. 이러한 모델에 대한 복잡성은 필요한 성능 및 고려 된 적용 유형에 따라 선택된다. 이 모델을 정의하는 기능은 센서 및 IMU 제조업체의 노하우의 일부이다. 센서 및 IMU 모델은 다축 턴테이블 및 기후 챔버를 사용하는 전용 교정 시퀀스를 통해 공장에서 계산된다. 개별 제품에 대해 계산되거나 전체 프로덕션에 대해 일반일 수 있다. 보정은 일반적으로 센서의 성능을 최소 20년 이상 향상시킨다.
IMU 어셈블리 [ 편집 ]
혹독한 조건에서 작동하도록 설계된 고성능 IMU 또는 IMU는 충격 흡수 장치에 의해 정지되는 경우가 많다. 이 충격 흡수 장치는 세 가지 효과를 습득해야 한다.
기계 환경 유도로 인한 센서 오류 감소
충격이나 진동으로 센서가 손상 될 수 있으므로 보호하십시오.
제한된 대역폭 내에서 기생 IMU 이동을 포함하며, 처리가 이를 보상 할 수 있다.
정지된 IMU는 혹독한 환경에 제출 된 경우에도 매우 높은 성능을 제공한다. 그러나 이러한 성능에 도달하려면 세 가지 주요 결과 동작을 보완해야 한다.
coning : 두 개의 직각 회전에 의해 유발되는 기생 효과이다.
sculling : 회전에 직각 인 가속도에 기생하는 기생 효과
원심 가속 효과.
이러한 오류를 줄이면 IMU 설계자가 처리 주파수를 높이게 되어 최근의 디지털 기술을 사용하는 것이 더 쉬워진다. 그러나 이러한 오류를 제거할 수 있는 알고리즘을 개발하려면 센서 / IMU 설계에 대한 깊은 관성 지식과 강력한 친밀도가 필요한다. 반대로, 정지가 IMU 성능 향상을 가능하게 하는 경우 크기와 질량에 부작용이 있다.
관성 측정 장치(IMU)
관성 측정 장치(IMU)를 통합함으로써 고객이 차량의 경사 관련 위치를 실시간으로 알 수 있습니다. 기계의 ECU(장비 제어 장치)는 이 정보를 처리하고 기계가 경사진 곳에 배치된 작업자에게 피드백을 제공합니다. 작업자는 이러한 인디케이터를 통해 로더의 움직임에 따라 실시간으로 경사를 조정할 수 있습니다.
운송 자세 참조 시스템 또는 TARS-IMU는 센서가 여러 개 장착된 패키지형 시스템으로, 헤비듀티, 오프 하이웨이 운송 등의 까다로운 응용 분야를 위해 차량의 각도 측정, 가속도 및 자세 데이터 보고용으로 설계되었습니다. 서로 다른 전원 레벨용 두 개의 센서 모델을 갖춘 TARS-IMU는 5V 및 9V~36V 차량 전원 시스템을 모두 수용합니다. 통신은 업계 표준 CAN J1939 연결을 통해 차량으로 전송됩니다.
자율주행의 핵심, MEMS 기반 관성 측정 장치
[테크월드=선연수 기자] 완전 자율주행차는 미래 사회의 중요한 한 부분이 되리라는 것에는 의심의 여지가 없을 것이다. 자율주행차의 핵심 기능은 자동차에 이미 적용되기 시작했으며, 현재 많은 차량이 어느 정도의 자율주행 기능을 구현하고 있다. 이와 같은 적응형 크루즈 제어, 차선 모니터링, 자동 주차 등의 기술은 중급 차량에서도 쉽게 이용할 수 있다.정확도 향상을 위한 기술 고도화
자율주행차 설계의 기초는 차량이 주행하는 동안 위치와 궤적을 항상 정확히 감지하는 능력이다. 이때 자동차 설계자의 과제는 ‘항상’에 있다. GPS의 경우 방대한 설치 기반에 근거해 대체로 정확하지만 GPS가 의존하는 신호는 100% 보장되지는 않는다. 고층 건물이 있는 도시나 악천후 상황에서 사라질 수도 있다.
이는 단순히 내비게이션이 불편한 것을 넘어 운전자가 회전할 시기를 놓칠 수 있어 차량 제어와 위치 결정에 치명적인 결과를 초래할 수 있다. 이는 자동차 사고로, 생명의 위협까지 이어질 수 있다.
이를 해결하기 위해 차량 엔지니어링 팀은 GPS뿐만 아니라 라이다(LiDAR)와 같은 온보드 기술을 구현하기 시작했다. 라이다는 현재 우버 차량에 시험 적용 중이며, GPS에 비해 여러 가지 장점을 가진다. 그러나 혼잡한 교차로와 같이 복잡한 상황에서는 여전히 쉽게 혼란을 겪는 문제가 있다.
MEMS에 기반한 가속도계와 자이로스코프
설계자는 관성 측정 기법에 주의를 기울이고 있다. 이는 자동차에 지속적으로 정확한 위치를 제공해주기 위한 실행 가능성 있는 해결책 중 하나다. 미소전자기계시스템(MEMS, Micro Electro Mechanical Systems)에 기반한 관성 측정은 가속도계와 자이로스코프를 사용해 차량의 이동을 측정한 후, 해당 정보를 처리해 항상 고도로 정확한 위치를 계산해낸다.
이 시스템은 위치 정보뿐만 아니라, 차량의 위치가 수평면인지 등 자동차의 방향을 감지할 수 있다. 이런 세부 사항들이 자율주행에 있어서 상당히 중요하다. 다양한 정보들을 바탕으로 차량 운전과 제동에 필요한 안정성이 보장된 최적화된 토크, 제동력을 인가할 수 있다.
온보드 자동차 센서는 주로 실리콘이지만, 토크나 제동력과 같은 일부 파라미터는 기계적으로만 측정할 수 있다. MEMS 센서는 미세 가공 기술을 사용해 전자 디바이스와 결합됨으로써 작고 기계 부품이 통합된 감지 시스템을 구현한다.
[그림 1] 차량은 MEMS에 기반해 가속도계와 자이로스코프로 차량의 정확한 위치를 계산한다일반적으로 MEMS 기반 가속도계는 스프링 장력으로 제자리에 고정되는 진자, 유사하게 기계적으로 매달린 진자를 포함한다. 자동차가 움직이면 질량도 움직이며, 이 움직임은 흔히 용량성이나 압전 기술을 통해 전자 신호로 변환된다. 많은 자동차 애플리케이션 속 MEMS 디바이스는 각각 3축 가속도계를 포함하고 있어, 3개 평면에서 가속을 동시에 측정할 수 있다.
선형력을 측정하는 가속도계와는 달리, 자이로스코프 센서는 회전 속도를 제공하기 위해 초당 각도(°/s) 또는 초당 회전수(rps)로 각 속도를 측정한다. 이를 3축 가속도계와 결합해 관성 측정 장치(IMU, Inertial Measurement Units)를 구성하면 자동차의 움직임을 완벽하게 파악할 수 있다. 만약, IMU가 차량이 축을 중심으로 급히 회전하는 것을 감지하면, 전자 안전성 프로그램이 동력이나 제동을 특정 바퀴에 인가함으로써 자동차를 안정적인 궤도로 되돌려 잠재적 사고를 방지할 수 있다.
예로, 차량이 다른 차량이나 벽에 부딪혀 가속에 급격한 변화(사고)가 일어나면, 가속도계나 자이로스코프가 이를 감지해 전복 방지를 위한 조치를 취하게 된다. 시스템은 거의 즉각적으로 안전벨트를 조이거나 에어백을 펼치는 등의 부상 완화 절차를 자동으로 작동시킨다. 자동 호출을 통해 첫 번째 응답자에게 정확한 위치를 제공한 다음에는 연료와 전기가 차단돼 화재 가능성을 줄일 수 있다.
IMU 설계와 선택 시 고려사항
MEMS 기반 가속도계, 자이로스코프, IMU는 생명에 있어 중요한 역할을 하는 온보드 자동차 시스템의 핵심이 될 것이다. 애플리케이션에 적합한 디바이스를 선택하기 위해서는 디바이스 유형을 생각해야 한다. ‘애플리케이션에 가속도계와 자이로스코프가 필요한가, 아니면 둘 다 통합된 IMU가 필요한가?’, ‘가속도계는 단일 축이나 3축 유형이어야 하는가?’ 등의 질문을 할 수 있다.
전기적 성능 관점에서는 측정 범위, 분해능, 선형성, 안정성, 대역폭, 정확도와 같은 중요 사항을 고려해야 한다. 이는 정확도에 영향을 미치는 요인들로, 애플리케이션의 요구에 맞춰 따져봐야 한다. 정교한 디바이스는 출력 신호가 영향을 받지 않도록 캘리브레이션과 신호 컨디셔닝 하드웨어를 포함하고 있으나, 오프셋(가속도가 0일 때 존재하는 출력)과 장기적 드리프트와 같은 다른 파라미터도 고려할 필요가 있다.
에너지 효율, 연비도 현대 차량에 있어 중요한 부분이나 이런 디바이의 전력 소모는 mA(밀리암페어) 수준이라 문제가 되지 않는다. 그러나 오늘날 자동차 애플리케이션에는 높은 수준의 전기 잡음이 존재하며, 이런 전자파 간섭(EMI, Electro Magnetic Interference) 민감성은 작동과 정확도에 영향을 주기에 신경 써야 할 부분이다.
[그림 2] 전기적 성능 관점에서는 측정 범위, 분해능, 선형성, 안정성, 대역폭, 정확도와 같은 사항을 고려해야 한다차량 주변 온도는 특히, 센서가 배치된 좁은 공간에서 더 높게 나타날 수 있어, 센서의 동작 온도는 이런 환경이 반영돼야 한다. 설계자는 절대적 최대 기계적 파라미터인 충격과 진동 복원력에 대한 값에도 주의를 기울여야 한다. 제품의 패키지를 선택할 때도 비용을 절감하고 신뢰성을 높일 수 있는지, 공간에 알맞은 크기인지, 최신 자동 생산 시스템(픽-앤-플레이스와 리플로우 솔더링)과 호환되는지 등을 살펴봐야 한다.
시스템과의 인터페이싱도 따져봐야 한다. 일부 디바이스는 아날로그 출력을 제공하지만, 다른 디바이스는 온보드 아날로그-디지털 컨버터를 포함하며 인기 있는 인터페이스 유형(SPI 또는 I²C 등)을 제공한다.
따라서 손쉽게 통합할 수 있도록 다른 시스템 하드웨어와 정렬할 필요가 있다. 출력 신호에 의존할 수 있음을 아는 것은 잠재적인 재난을 피하는 열쇠다. 몇몇 관성 측정 기기는 수집된 데이터의 무결성을 보장하는 자가 테스트를 추가적인 수준으로 제공하기도 한다. 이 기능은 자동차 안전 무결성 등급(ASIL)을 적용할 때 유용하다.
특히, 설계자가 기술에 익숙하지 않을 경우, 하드웨어와 소프트웨어를 모두 지원하는 툴을 제공하는 디바이스 공급업체를 선택해 기술을 익히는 것을 권장한다. 평가 키트, 브레이크아웃 보드와 같은 유용한 설계 툴은 설계 리스크와 제품 출시 기간을 크게 줄여준다.
관성 측정 기술 예시
[그림 3] 무라타의 SCA3300 IMU예시 제품 중 하나로 무라타(Murata)의 SCA3300를 들 수 있다[그림 3]. 이는 입증된 용량성 3D-MEMS 기술을 사용하는 3축 가속도계에 기반한 고성능 IMU다. 단 1mA의 소비를 하며 최대 125℃ 온도에서 ±6g까지 측정할 수 있어 자동차 애플리케이션에 적합하다.
출력 신호는 낮은 수준의 잡음으로 강력한 바이어스 안정성을 보여주고 정확한 측정을 제공한다. 제품은 높은 안정성, 신뢰성, 품질 구현을 지원하기 위해 설계, 제조, 시험됐으며, 첨단 자가 진단 기능을 표준으로 포함하고 있다. 온보드 혼성 신호 ASIC은 편리한 범용 디지털 SPI에 신호 프로세싱을 수행한다. SCA3300는 7.6×3.3×8.6mm 크기의 12핀으로 모델링된 SMD 패키지로 제공된다.
[그림 4] TDK의 GYPRO MEMS 자이로스코프는 z축(요)을 중심으로 각 운동 속도를 측정한다하이엔드 애플리케이션을 위해 설계된 TDK의 GYPRO MEMS 자이로스코프는 z축(요)을 중심으로 각 운동 속도를 측정한다. 이 제품은 SPI를 통해 높은 정확도의 24비트 출력을 지원하고, 0.1°/√hour 미만의 잡음 수준에서 0.8°/hour 이상의 안정성을 제공한다.
이에 적용된 임베디드 온도 센서는 즉각적인 보상을 지원하며, 지속적인 자가 테스트 기능은 항상 유효한 출력을 보장해준다. 다양한 버전으로 1800Hz의 높은 데이터 속도와 1ms의 낮은 지연을 지원하며, 초기 설계 지원은 다양한 아두이노 M0-호환 평가 보드에서 제공돼 프로토타이핑 과정을 간소화할 수 있다.
결론
움직임과 위치의 감지 정확도와 신뢰성을 높이는 것은 완전 자율주행차의 성공에 있어 중요한 사항이다. 특정한 상황에서 사람의 개입을 최소화하기 위한 ADAS 중심의 차량에서도 고려해야 할 요소다.
새로운 MEMS 기반 가속도계와 자이로스코프는 이런 까다로운 자동차 애플리케이션에 요구되는 내구성, 신뢰성, 광범위한 기능을 제공한다. 애플리케이션 기준에 적합한 디바이스를 신중히 선택하고 선택한 디바이스 제조업체로부터 설계 툴을 지원받음으로써, 설계자는 확신을 가지고 첨단 관성 측정 시스템을 배치할 수 있다.
글: 마크 패트릭(Mark Patrick)
자료제공: 마우저 일렉트로닉스
– 이 글은 테크월드가 발행하는 월간
2020년 10월 호에 게재된 기사입니다.
관성 측정 장치의 융합연구 형태와 방법에 관한 체계적 고찰
본 연구의 목적은 관성 측정 장치(Inertial Measurement Unit, IMU)의 융합연구 형태와 방법에 대한 연구를 체계적 문헌고찰 방법으로 분석하여 IMU의 형태와 방법에 대한 경향을 파악하고자 한다. 연구수행은 PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses)가이드라인을 이용하여 수행되었다. 3개의 데이터베이스에서 검색된 630편 중 최종적으로 선정기준에 부합하는 23편을 선정하였다. 본 연구결과 전 세계적으로 IMU를 사용한 다양한 연구를 진행하고 있음을 알 수 있었고, IMU의 형태는 스트랩, 전신 슈트, 벨트, 손목시계, 신발, 장갑이 있었다. 이 중, 스트랩 형태의 IMU가 11편으로 가장 많았다. IMU의 장점인 간소화와 실시간 데이터 수집, 적용의 쉬움으로 작업 활동, 보행, 관절 가동 범위 등의 측정 방법으로 사용되었다. 본 연구의 결과는 IMU의 연구를 진행하는 의료 및 재활 분야의 전문가들에게 기초 자료로 활용될 수 있으리라 기대된다.
The purpose of this study is to identify trends in the type and method of Inertial Measurement Unit (IMU) by investigating studies on the type and method of convergence study of the IMU by systematic review. The study was conducted using PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) guidelines. 23 studies that meet the selection criteria were selected from 630 studies identified by three databases. As a result of this study, showed that various research using IMU was being conducted around the world, and the type of IMU was strap, full body suit, belt, wrist watch, shoes and glove. Among them, the number of strap-type IMUs was the largest at 11. The IMU’s strengths were simplicity, real-time data collection and ease of application, which were used as measurement methods such as task, walking, and range of joint. The result of this study is expected to be used as basic data for experts in the medical and rehabilitation fields that conduct IMU research.
관성 측정 장치 센서(IMU) – Analog Devices │ DigiKey
관성 측정 장치
Analog Devices(ADI) 관성 측정 장치(IMU) 센서는 정밀 자이로스코프, 가속도계, 자력계 및 압력 센서의 다축 조합을 기반으로 합니다. ADI 기술은 매우 복잡한 응용 분야 및 동적 조건에서도 여러 수준의 자유도를 신뢰성 있게 감지하고 처리합니다. 이러한 플러그 앤 플레이 솔루션에는 출하 시 완전 보정, 내장형 보상 및 센서 처리와 간편한 프로그래밍 가능 인터페이스가 포함됩니다.
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