IMU (Inertial Measurement Unit – Inercyjna Jednostka Pomiarowa) to zaawansowany układ elektroniczny, który śledzi ruch, położenie i orientację obiektu w przestrzeni. W miarę jak autonomia staje się coraz bardziej powszechna w różnych branżach, w tym w dronach powietrznych, robotach naziemnych i pojazdach rolniczych, zapotrzebowanie na kompaktowe, dokładne i solidne rozwiązania nawigacyjne stale rośnie. W środowiskach, w których sygnały GNSS są przerywane, degradowane lub niedostępne, bezwładnościowe systemy nawigacyjne odgrywają kluczową rolę w utrzymywaniu wiarygodnych szacunków położenia, prędkości i orientacji.
Niezawodne systemy nawigacyjne GNSS/INS: Rodzina produktów 3DM-CV7
Rodzina produktów 3DM-CV7 marki MicroStrain, obejmująca systemy odniesienia położenia i kierunku (AHRS), bezwładnościowe systemy nawigacyjne (INS) oraz bezwładnościowe systemy nawigacyjne wspomagane przez GNSS (GNSS/INS), została zaprojektowana tak, aby sprostać tym potrzebom poprzez zapewnienie wysokiej wydajności bezwładnościowego pomiaru w kompaktowej, ekonomicznej obudowie. Zbudowany wokół precyzyjnie skalibrowanej matrycy IMU i obsługiwany przez ściśle zintegrowany system synchronizacji czasu, 3DM-CV7 osiąga poziom wydajności typowy dla znacznie większych i droższych systemów.
Inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) w centrum uwagi
Sercem każdego modułu 3DM-CV7 jest inercyjna jednostka pomiarowa (IMU), która mierzy przyspieszenie liniowe i prędkość kątową z dużą częstotliwością. W zastosowaniach GNSS/INS pomiary IMU i GNSS są łączone, tworząc płynne, szybkie rozwiązanie nawigacyjne, które zachowuje dokładność nawet podczas przerw w działaniu GNSS lub degradacji sygnału. Nawet drobne błędy w odchyleniu, współczynniku skali lub wyrównaniu osi mogą szybko przerodzić się w duże błędy położenia lub orientacji. W środowiskach o obniżonej jakości sygnału GNSS jakość IMU bezpośrednio decyduje o ogólnej wydajności i niezawodności systemu nawigacji.
Zaawansowana kalibracja termiczna modułów MEMS IMU
Moduły pomiarowe MEMS IMU są z natury wrażliwe na temperaturę, a ich odchylenie, niewspółosiowość i nieliniowość różnią się znacząco w całym zakresie temperatur. Czujniki MicroStrain przechodzą rygorystyczny proces kalibracji termicznej z wykorzystaniem precyzyjnego, wieloosiowego stołu pomiarowego z wbudowaną komorą termiczną. Urządzenie to umożliwia kontrolowane wprowadzanie danych wejściowych prędkości kątowej i przyspieszenia do IMU, jednocześnie analizując regulowany profil temperatury, co umożliwia precyzyjną charakterystykę zachowań zależnych od temperatury. Aby zredukować wpływ szumów, nasz system wykorzystuje architekturę macierzy IMU zsynchronizowaną w czasie, która uśrednia sygnały wyjściowe z 4 niezależnych jednostek IMU MEMS w celu poprawy wydajności układu 3DM-CV7. Znaczenie dokładności znaczników czasu staje się oczywiste w aplikacjach wrażliwych na czas, takich jak wyrównywanie chmur punktów lidarowych. Zarówno w mapowaniu, jak i SLAM, synchronizacja danych lidarowych w przestrzeni i czasie ma kluczowe znaczenie dla dokładnego pozycjonowania.
Łatwa integracja IMU w robotyce i systemach autonomicznych
Czujniki MicroStrain zostały zaprojektowane z myślą o łatwej integracji z szeroką gamą platform robotycznych (takich jak PX4, ROS 1 i ROS 2) i autonomicznych. Obsługują zarówno interfejsy szeregowe, jak i USB, co ułatwia integrację sprzętową w różnych systemach. Dla głębszej integracji oferujemy zestawy SDK w Pythonie i C++, dając programistom elastyczność pracy w preferowanych przez nich środowiskach. Nasz zespół inżynierów aplikacji służy pomocą w przypadku pytań, rozwiązywania problemów i integracji na poziomie systemu, pomagając zespołom w szybkim i pewnym uruchomieniu.
Biuro Inżynierskie Maciej Zajączkowski
www.hbm.com.pl
