Inertial Measurement Units

업계를 선도하는 자이로스코프 3개를 사용하여 피치, 롤, 요 속도를 고정밀로 측정하고, 3개의 가속도계를 통해 x, y, z 가속도를 측정합니다.

IMU05는 두 가지 버전으로 제공됩니다. 일반 모델은 1.2°/hr의 바이어스 안정성을 가진 3개의 최상급 고정밀 자이로스코프를 특징으로 하는 반면, S 모델은 0.8°/hr의 바이어스 안정성을 유지하는 3개의 뛰어난 MEMS 고정밀 자이로스코프를 사용하여 롤, 피치 및 요 레이트를 측정합니다.

두 옵션 모두 CAN 또는 직렬 인터페이스를 통한 쉬운 연결 및 구성 옵션과 함께 독립형 센서로 사용하거나 VBOX 데이터 로거와 함께 사용하여 GNSS 시간에 대한 정확한 동기화를 허용할 수 있습니다.

IMU의 데이터는 GNSS 신호 수신이 중단되거나 약해질 때 측정 정확도를 높이기 위해 VBOX 3i 또는 VBOX 4의 GNSS 데이터와 원활하게 통합될 수 있습니다.

Key Features

High Accuracy

각 내부 센서에 대해 동기식 32비트 샘플링을 사용하면  2.5 x 10-10 °/s 및 가속 분해능 5 x 10-14 g의 각속도 분해능으로 높은 정확도를 제공합니다

Low Drift/ Low noise

IMU05-S의 경우 1시간 동안의 편향/드리프트가 0.8도(IMU05의 경우 1.2°/h)로 낮아서 자세 정확도가 크게 향상됩니다.

GNSS Integration

VBOX 3i 또는 VBOX 4와 함께 관성 항법 시스템(INS:inertial navigation system)으로 사용할 경우, IMU에서 수집한 데이터를 GNSS와 완벽하게 통합하여 위성 신호 수신이 중단되거나 저하되더라도 정확한 위치, 속도 및 체체 각도를 생성할 수 있습니다.

Internal Temperature Compensation

IMU는 온도 효과, 스케일 팩터, 바이어스 및 정렬 오류에 대해 완전히 보정되었습니다. 보정 및 안정성이 개선되었습니다.

Waterproof

IMU는 방수 케이스로 제작되었으며, 사용하지 않는 커넥터에 Lemo 블랭킹 플러그를 장착하면 IP 65 및 IP67의 제한된 침투 등급을 받습니다. 따라서 보트나 혹독한 환경에서 사용하기에 적합하며 자동차 테스트에도 적합합니다.

CAN Bus Interface

IMU05를 단독 센서로 사용할 경우 CAN 또는 직렬 인터페이스를 통해 쉽게 연결하고 구성할 수 있습니다.

어떤 IMU가 당신에게 적합할까요?

표준 IMU05는 매우 경쟁력 있는 가격으로 피치, 롤, 요 레이트의 고정밀 측정과 x, y, z 가속도를 제공합니다. IMU-S는 최첨단 MEMS 자이로 기술을 사용하여 바이어스 안정성(bias stability), 가속 범위 및 분해능을 더욱 향상시킵니다.

IMU05

  • 1.2°/h bias drift

  • ±450°/s angular rate range in each axis

  • ±4 g acceleration range in each axis
  • Internal temperature compensation
  • 2.5 x 10-10 °/s angular rate resolution
  • 5 x 10-14 g acceleration resolution
  • CAN or Serial interface

  • 0.02° RMS Pitch/Roll angle with VBOX 4

  • 0.1° RMS Yaw angle with VBOX 4

  • IP65/ IP67 with Lemo blanking plugs

IMU05-S

  • 0.8°/h bias drift
  • ±450°/s angular rate range in each axis
  • ±10 g acceleration range in each axis

  • Internal temperature compensation

  • 2.5 x 10-10 °/s angular rate resolution
  • 6 x 10-13 g acceleration resolution
  • CAN or Serial interface
  • 0.013° RMS Pitch/Roll angle with VBOX 4

  • 0.07° RMS Yaw angle with VBOX 4

  • IP65/ IP67 with Lemo blanking plugs

IMU 통합

측량 등급 고속 GPS/GNSS는 하늘이 맑을 때 속도를 측정하는 가장 정확한 방법입니다.

건물이나 높은 나무가 테스트 장소를 가리고 GNSS 신호가 중단되고 데이터 드롭아웃과 스파이크가 발생하여 속도 신호의 정확성이 손상되는 경우 문제가 발생합니다.

하늘이 제한되어 있어도 높은 GNSS 정밀도를 유지하기 위해 관성 측정 장치(IMU)의 데이터를 VBOX 데이터 로거와 통합합니다.

3개의 자이로와 3개의 가속도계가 포함된 IMU 데이터와 GNSS를 혼합하여 더 부드럽고 안정적인 데이터를 생성합니다. 이 통합은 GPS 드롭아웃을 효과적으로 처리하여 일관된 정확도를 보장합니다.

IMU 통합을 통해 VBOX는 손상된 외부 조건에서도 높은 정밀도를 달성하여 데이터를 더 신뢰할 수 있고 해석하기 쉽게 만듭니다.

IMU 통합은 GPS 데이터를 어떻게 개선합니까?

Velocity

IMU 통합은 보다 정확한 판독을 위해 노이즈를 줄이고 GPS 드롭아웃 전체에서 정확한 속도 측정을 유지합니다.

Heading

여기에서의 방위 판독은 매우 일관적이어서 낮은 속도에서도 약간의 노이즈가 나타나는 GPS 전용 데이터보다 더 정확한 결과를 제공합니다.

Position

나무가 늘어선 도로를 따라 차량 위치를 매핑할 때 GPS 신호는 일부 드롭아웃과 반사를 일으켜 노이즈가 많은 위치 판독값을 생성합니다. 그러나 IMU 통합은 위치 측정을 수정하여 더 부드럽고 정확한 데이터를 생성합니다.

Acceleration

IMU 통합 데이터는 ABS 브레이크 정지 중 종방향 가속도(G-force로 측정)를 보다 부드럽고 정확하게 표현합니다.

IMU 통합을 사용한 브레이크 테스트

긴 서스펜션 이동 거리를 가진 대형 차량에서 브레이크 테스트를 실시하면 GPS 안테나의 높은 지붕 위치에서 측정이 이루어지기 때문에 속도 데이터의 속도 오버슈트가 발생할 수 있습니다. 브레이크가 처음 적용될 때 차량의 중심(COG)보다 지붕에서 속도 변화율이 더 높습니다.

그러나 적절하게 업그레이드된 VBOX 3i 또는 VBOX 4와 IMU를 통합하면 IMU를 COG에 배치하여 차량이 브레이크를 밟을 때 피치를 측정함으로써 이러한 ‘lever-arm’ 효과를 상쇄하는 데 사용할 수 있습니다. 이 데이터는 GPS의 데이터와 결합하면 오버슈트(overshoot)를 보상하고 일관된 브레이크 정지 테스트를 수행할 수 있습니다.

lever-arm effec를 상쇄하면 브레이크 정지 이외의 고동적 기동을 수행할 때 테스트 엔지니어에게도 도움이 됩니다. 슬립 각도 측정에서 안테나가 코너링할 때 차량의 중심보다 더 큰 이동 호를 통해 이동하면 속도 오버슈트가 발생할 수 있습니다. 따라서 차선 변경 기동과 같은 절차는 IMU 통합과 레버 lever-arm compensation의 이점을 얻을 수 있습니다.

A지점은 B지점보다 더 멀리 이동했습니다.

이 그래프는 A 지점이 B 지점보다 얼마나 더 멀리 이동했는지 보여줍니다.

파란색 추적 = GPS 속도; 빨간색 추적 = IMU 보정 데이터

고동적 브레이크 정지의 이 예에서 파란색 추적(GPS 속도)은 브레이크 적용의 초기 지점에서 오버슈팅한 다음 감속이 계속됨에 따라 감쇠된 진동을 보입니다. IMU 보정 데이터(빨간색 추적)는 차량의 중심에서 브레이크 정지를 정확하게 기록합니다.

빨간색(아래) = IMU에서 측정한 피치; 파란색 = GPS 속도; 빨간색 = IMU 통합 GPS 속도

트레이스는 속도 감속턱을 넘는 차량의 흔적입니다. 차량 지붕이 COG와 독립적으로 움직이면서 GPS 속도가 어떻게 변하는지 주목하세요. 통합 속도는 차량의 정확한 속도를 기록합니다.

Mounting Options

1) On the roof

IMU를 장착하는 가장 쉬운 방법은 GPS 안테나와 함께 차량 루프에 직접 놓는 것입니다.

특별히 설계된 IMU 지붕 마운트를 사용하면 IMU05를 가공된 인클로저 내에 단단히 고정할 수 있으며, 자석 받침대는 안전하게 제자리에 고정되도록 합니다.

그런 다음 안테나를 IMU roof mount(자석 안테나의 경우 RLACS340) 위에 직접 놓거나 나사로 고정하여 데이터 소스를 같은 지점에서 측정할 수 있습니다.

차량 루프에 안테나와 IMU를 함께 배치하면 표준 설정에서처럼 두 안테나 사이의 거리를 측정할 필요가 없고, 일반적으로 차량의 중심까지 필요한 변환만 남습니다. 이 방법은 더 쉽고 인간의 측정 오류가 발생하지 않습니다. IMU와 안테나를 함께 배치하면 칼만 필터의 성능도 크게 향상됩니다.

알루미늄, 탄소 섬유 또는 유리(선루프)와 같은 비철 지붕이 있는 차량을 사용하는 경우, 자석 기반 IMU roof mount는 고정되지 않으며, 자석 베이스와 함께 suction mount 가 필요합니다.

3개의 접촉점을 갖춘 Vacuum Tripod Mount(RLACS342)는 매우 안정적인 고정을 보장하고 차량 루프에서 전달될 수 있는 IMU 진동을 줄여줍니다.

조절 가능한 레버 암은 평평하지 않은 루프에서 IMU를 수평으로 맞추는 동시에 차량의 장착 옵션을 확장할 수 있습니다. 예를 들어, 듀얼 안테나 설정에서 더 큰 안테나 분리를 달성하려고 할 때 쿠페의 유리 루프에 마운트를 부분적으로 또는 완전히 고정할 수 있습니다.

듀얼 안테나 VBOX로 테스트하고 최대 안테나 분리*가 필요한 경우, 루프 장착 폴(RLACS171)을 철판이 있는 폴 마운트(RLACS341)와 함께 사용하면 안테나를 빠르게 정렬할 수 있습니다.

루프에서 IMU를 안정화하기 위해 추가 pole suction arms 한 쌍이 제공됩니다.

*최대 안테나 분리는 슬립 각도 측정의 정확도를 향상시킵니다.

2) 차량 내부에서 mounting arm을 사용하는 경우

IMU를 차량 루프에 장착할 수 없는 경우 차량 내부에 IMU를 고정할 수 있습니다. 차량 내부에 IMU를 단단히 고정하는 유연한 방법은 Racelogic 장착 pole(RLACS212-v2)을 사용하는 것입니다. 3부분으로 구성된 telescopic handle은 70~150cm 사이의 길이로 완벽하게 조절 가능하며, 압축 레버를 사용하여 세 번째 섹션을 확장하면 20cm를 더 추가할 수 있습니다.

양쪽 끝은 고르지 않은 표면을 수용하기 위해 조인트에 놓인 8 x 13cm 판에 고정되어 있습니다. IMU는 폴 주위에 단단히 놓인 추가 IMU 폴 장착 브래킷(RLACS294)에 나사로 고정할 수 있습니다. 바닥과 차량 천장에 눌려 있는 장착 받침대는 IMU가 단단히 고정되도록 합니다.

3) 차량 내부, 차량 차체에 고정된 경우

IMU를 차량 본체에 단단히 고정할 수도 있습니다. 아래 이미지와 같이 이동 방향으로 장착되었는지 확인하세요. 센서를 지면과 수평이 되도록 장착하는 것도 중요합니다.

최상의 결과를 얻으려면 IMU와 GNSS 안테나를 가능한 한 서로 가깝게 장착하세요. 예를 들어: IMU를 시트 레일에 볼트로 고정하고 GPS 안테나를 바로 위의 지붕에 놓습니다.

또한 IMU에 대한 안테나의 상대적 위치를 +/- 5cm 이내로 측정해야 합니다. 그런 다음 VBOX Test Suite > VBOX Setup을 통해 또는 VBOX Manager를 사용하여 이러한 거리를 VBOX에 입력할 수 있습니다.

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