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관성 항법: 추측 항법
관성이란 무엇인가요? 관성 내비게이션 시스템이란 무엇인가요? INS는 무엇을 의미하나요?
3개의 가속도계와 3개의 자이로에서 얻은 측정값을 사용하여 OXTS 관성 내비게이션 시스템 는 3차원 공간에서 위치를 추적합니다. 이 작업은 다음과 같은 프로세스를 사용하여 수행됩니다. 죽은 계산.
데드 카운팅의 실제 프로세스는 이해하기 쉽습니다. 어떤 출처에서 정보를 가져옵니다(자이로 그리고 가속도계 )를 사용하여 마지막으로 알려진 위치에 추가하여 현재 위치를 확인할 수 있는 움직임으로 전환합니다.
데드 카운팅의 간단한 2D 예시는 다음과 같습니다.
처음에는 INS가 고정되어 있고 이미지에 정사각형으로 정렬되어 있으며 x축이 위를 향하고 있는 것을 볼 수 있습니다.
그런 다음 이미지에는 세 개의 다른 위치와 그 사이의 센서가 기록한 정보가 표시됩니다. 물론 실제로는 INS가 초당 수십 또는 수백 번 위치를 업데이트하지만, 이 예에서는 이해하기 쉽도록 주요 변경 사항이 발생할 때만 위치 업데이트가 표시됩니다.
따라서 0시에 INS는 정지 상태입니다(그리고 어디에 있는지 모릅니다). 그런 다음 X축 가속도계에서 1초 동안 5m/s²의 가속도를 감지하여 5m/s(또는 18km/h)의 속도를 얻습니다. 그런 다음 즉시 완전히 정지하여 0.5초 동안 -10m/s²의 가속도를 감지합니다. 다른 센서에는 다른 측정값이 등록되지 않았기 때문에 스트랩다운 내비게이터는 X축 방향으로 3.75미터 이동한 것을 쉽게 알아낼 수 있습니다. 다시 말하지만, 이 시점에서 INS는 처음부터 위치 정보를 제공하지 않았기 때문에 현재 위치를 알 수 없습니다.
INS가 위치 업데이트 1에서 멈추자마자 Z축 자이로에서 0.5초 동안 90°/s의 값을 감지하므로 시계 방향으로 45° 회전했음을 알 수 있습니다. 다시, 이 움직임이 완료되자마자 INS는 다시 X축 가속도계에서 가속도를 확인합니다. 이번에는 10초 동안 1m/s², 2초 동안 -5m/s²입니다. 이전과 동일한 기술을 사용하여 INS는 이제 위치 업데이트 1의 위치에서 45° 각도로 60미터 더 이동했음을 알아낼 수 있습니다. 앞서 INS의 위치 업데이트가 마지막으로 알려진 위치를 기준으로 한다는 사실을 이야기했을 때 이것이 바로 이러한 의미입니다.
마지막 움직임은 이전 움직임과 다릅니다. 위치 업데이트 2에서 INS가 회전하여 처음과 같은 방향을 유지한 것을 볼 수 있습니다. 그러나 위치 3으로 이동하면 INS가 이제 측정 축(IMU 프레임)에 대해 비스듬히 움직이고 있음을 알 수 있는데, 135°의 방위로 뒤쪽과 오른쪽으로 이동하고 있습니다.
이러한 움직임으로 인해 가속도는 X축과 Y축 모두에 동시에 등록됩니다. 또한 INS를 멈추게 하는 음의 가속도도 없으므로 가속도계의 측정값이 1초 후에 0으로 떨어지더라도 내비게이션 컴퓨터는 장치에 여전히 속도가 있다는 것을 알고 있습니다. 이 경우 7.07m/s(약 25km/h)로 이동 중이며 INS가 위치 업데이트 2를 떠난 후 1.5초 후에 위치 업데이트 3이 발생합니다. 그 시간 동안 INS는 7.95미터를 이동했습니다.
모든 것이 그렇듯 관성 내비게이션에도 장단점이 있습니다. 가장 정확한 위치, 방향 및 동역학 측정을 얻기 위해 이해해야 할 가장 중요한 사항 중 하나는 다음과 같습니다. 드리프트.
이 글은 '관성 내비게이션 시스템이란 무엇인가요?' 시리즈.
