Requisitos de interface da unidade de medição inercial (IMU) SAE2020 para aplicações em veículos militares e aeroespaciais

Fundada como Sociedade de Engenheiros Automotivos, a SAE International é uma organização sem fins lucrativos que desenvolve e publica padrões usados ​​nas indústrias aeroespacial, automotiva e de veículos comerciais. O padrão “Requisitos de interface de unidade de medição inercial (IMU) SAE2020 para aplicações de veículos militares e de aviação” desenvolvido por esta organização descreve os requisitos de interface de dados de monitoramento inercial e de saúde para unidades de medição inerciais usadas em aplicações de veículos militares e de aviação.

Uma unidade de medição inercial, ou unidade de medição inercial (IMU), é uma medição eletrônica que mede e relata aceleração, orientação, taxas angulares e outras forças gravitacionais. Esses dispositivos consistem em 3 acelerômetros, 3 giroscópios e 3 magnetômetros dependendo da direção necessária. Rolar, inclinar e guinar, um por eixo, para cada um dos três eixos do dispositivo.

Existem diferentes tipos de sensores IMU. A tecnologia IMU, baseada na tecnologia de sistemas microeletromecânicos, permite custos mais baixos e menores requisitos de energia, ao mesmo tempo que fornece desempenho. Portanto, esses sistemas baseados em tecnologia combinam alto desempenho e consumo ultrabaixo em uma unidade menor.

Dependendo da classificação do sensor IMU, as principais aplicações incluem controle e estabilização, navegação e correção ou medição e teste. No entanto, os mercados típicos de unidades de medição são o controle de sistemas não tripulados, aplicações de mapeamento móvel, sejam terrestres, aéreas ou marítimas, e qualquer carga útil que exija estabilização ou marcação.

Devido à sua boa relação desempenho/tamanho, os IMUs são ideais para todos os mercados não tripulados, sejam eles relacionados a veículos terrestres não tripulados, veículos aéreos não tripulados (UAVs) ou veículos marítimos não tripulados. As IMUs de classe tática e de navegação são um dos principais componentes dos equipamentos utilizados em aeronaves ou navios, mísseis e até satélites.

Uma unidade de medição inercial funciona detectando a aceleração linear usando um ou mais acelerômetros e a velocidade rotacional usando um ou mais giroscópios. Alguns também incluem um magnetômetro, frequentemente usado como referência de rumo.

As limitações físicas restringem a operação dos IMUs em determinadas aplicações. Uma ampla gama de recursos padrão e o desempenho que eles descrevem devem ser revisados ​​para garantir a seleção apropriada de uma IMU que atenda aos requisitos da aplicação. As principais características comuns dos IMUs são alcance, resolução, largura de banda e taxa de amostragem. A faixa é definida como os valores de entrada mínimo e máximo que um sensor pode medir. Qualquer coisa fora da faixa não é medida ou emitida pelo sensor. A unidade de medida mais precisa que pode ser emitida em todo o alcance de um sensor é conhecida como resolução. Geralmente, esse recurso não é muito importante porque a maioria dos sensores usados ​​atualmente possui alta resolução. Largura de banda é a frequência máxima na qual um sensor ou sistema responderá. Esta frequência é geralmente definida como o ponto em que a resposta cai para metade da potência. A largura de banda não apenas define as frequências que um sensor pode medir, mas é inversamente proporcional à constante de tempo da resposta do sensor analógico. Sensores com maior largura de banda respondem mais rapidamente a um determinado estímulo, e esse tempo de subida é o primeiro componente no cálculo da latência total do sistema. A taxa de amostragem é o número de amostras extraídas por um sensor por segundo. Embora às vezes seja usada de forma intercambiável com largura de banda, a taxa de amostragem difere, pois a largura de banda pode ser qualquer taxa especificada, dependendo do sensor ou da resposta do sistema.

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