Požiadavky na rozhranie inerciálnej meracej jednotky (IMU) SAE2020 pre vojenské a letecké aplikácie

SAE International, založená ako Society of Automotive Engineers, je nezisková organizácia, ktorá vyvíja a publikuje štandardy používané pre letecký, automobilový a úžitkový priemysel. Štandard „SAE2020 Inertial measurement unit (IMU) interface requirements for military and air vehicle applications“ vyvinutý touto organizáciou popisuje požiadavky na rozhranie inerciálnych údajov a údajov monitorovania zdravia pre inerciálne meracie jednotky používané vo vojenských a leteckých aplikáciách.

Inerciálna meracia jednotka alebo inerciálna meracia jednotka (IMU) je elektronické meranie, ktoré meria a hlási zrýchlenie, orientáciu, uhlové rýchlosti a iné gravitačné sily. Tieto zariadenia pozostávajú z 3 akcelerometrov, 3 gyroskopov a 3 magnetometrov v závislosti od požiadavky na smer. Nakláňanie, nakláňanie a vybočovanie, jeden na os, pre každú z troch osí zariadenia.

Existujú rôzne typy snímačov IMU. Technológia IMU, založená na technológii mikro elektromechanických systémov, umožňuje nižšie náklady a nižšie nároky na energiu a zároveň poskytuje výkon. Tieto systémy založené na technológii preto kombinujú vysoký výkon a ultranízky výkon v menšej jednotke.

V závislosti od hodnotenia snímača IMU patria medzi hlavné aplikácie ovládanie a stabilizácia, navigácia a korekcia alebo meranie a test. Typickými trhmi meracích jednotiek sú však riadenie bezpilotných systémov, mobilné mapovacie aplikácie, či už pozemné, vzdušné alebo námorné, a akékoľvek užitočné zaťaženie, ktoré si vyžaduje stabilizáciu alebo označenie.

Vďaka ich dobrému pomeru výkon/veľkosť sú IMU ideálne pre všetky trhy bez posádky, či už ide o bezpilotné pozemné vozidlá, bezpilotné vzdušné prostriedky (UAV) alebo bezpilotné námorné prostriedky. IMU taktickej a navigačnej triedy sú jednou z hlavných súčastí zariadení používaných v lietadlách alebo lodiach, raketách a dokonca aj satelitoch.

Inerciálna meracia jednotka funguje tak, že zisťuje lineárne zrýchlenie pomocou jedného alebo viacerých akcelerometrov a rýchlosť otáčania pomocou jedného alebo viacerých gyroskopov. Niektoré obsahujú aj magnetometer, ktorý sa často používa ako referenčný kurz.

Fyzické obmedzenia obmedzujú fungovanie IMU v určitých aplikáciách. Široká škála štandardných funkcií a výkon, ktorý popisujú, sa musí preskúmať, aby sa zabezpečil vhodný výber IMU na splnenie požiadaviek aplikácie. Hlavnými spoločnými znakmi IMU sú rozsah, rozlíšenie, šírka pásma a vzorkovacia frekvencia. Rozsah je definovaný ako minimálne a maximálne vstupné hodnoty, ktoré môže senzor merať. Čokoľvek mimo rozsahu nie je merané ani odosielané snímačom. Najpresnejšia jednotka merania, ktorá môže byť výstupom v celom rozsahu snímača, je známa ako rozlíšenie. Vo všeobecnosti táto funkcia nie je veľmi dôležitá, pretože väčšina dnes používaných snímačov má vysoké rozlíšenie. Šírka pásma je maximálna frekvencia, pri ktorej bude senzor alebo systém reagovať. Táto frekvencia je všeobecne definovaná ako bod, v ktorom odozva klesne na polovičný výkon. Šírka pásma nielenže definuje frekvencie, ktoré môže senzor merať, ale je nepriamo úmerná časovej konštante odozvy analógového senzora. Senzory s vyššou šírkou pásma reagujú rýchlejšie na daný podnet a tento čas nábehu je prvou zložkou pri výpočte celkovej latencie systému. Vzorkovacia rýchlosť je počet vzoriek extrahovaných senzorom za sekundu. Hoci sa niekedy používa zameniteľne so šírkou pásma, vzorkovacia frekvencia sa líši, pretože šírka pásma môže byť ľubovoľná špecifikovaná rýchlosť v závislosti od odozvy senzora alebo systému.

Spomedzi mnohých testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, ktoré poskytuje podnikom v rôznych sektoroch, naša organizácia poskytuje testovacie služby definované v štandarde "SAE2020 Inertial meracích jednotiek (IMU) pre aplikácie vo vojenských a leteckých vozidlách" so svojimi vyškolenými a odborníkmi. zamestnancov a vyspelé technologické vybavenie tiež dáva.