ロボット、無人航空機、自律走行車などのアプリケーションでは、自律移動能力を実現するために正確なモーションセンシング機能を必要とする機械が増えており、その中で慣性計測ユニット (IMU) が重要な役割を果たしています。このテキストでは、IMUのアプリケーションとADIが発表した最新のソリューションを紹介します。
産業用センサーはインテリジェントアプリケーションの設定精度を向上
より多様化するインテリジェントアプリケーションでは、ロボット、無人航空機、自律走行車などの機械の位置、移動速度、方向を正確に把握する必要があり、これまではGPSや民生用センサーを適用して測位を行ってきました。しかし、これらの種類の技術やデバイスには精度が不十分であるという問題があり、より高い精度が求められるアプリケーションのニーズを満たすことができません。
携帯電話で一般的に使用されている民生用慣性センサーは、精度が期待外れです。しかし、新しいタイプの高性能産業用センサーは、正確な角度指示と地理位置特定性能をサポートし、同時に必要なサイズとコスト効率の要件を満たすことができます。新しいタイプの産業用センサーの性能は、すでにミサイル誘導に適用されるセンサーのレベルに近づいています。これらの新しいタイプの産業用センサーは、経済的な技術で作られたアーキテクチャにより高い信頼性と精度を備えており、性能コスト比と性能サイズ比の面で独自の利点があります。
ADIは市場の緊急のニーズを捉え、最新の精密 まマクロ えレクトロ ま機械的 Sシステム (MEMS) IMU --- ADIS16505には、3軸ジャイロスコープと3軸加速度計が含まれています。ADIS16505内の各慣性センサーは、動的パフォーマンスを最適化できる信号調整機能を組み合わせ、感度、バイアス、アライメント、直線加速度 (ジャイロスコープ バイアス)、打撃点 (加速度計の位置) などの各センサーの特性を目標として工場でキャリブレーションを実行します。各センサーには、あらゆる状況で正確なセンサー測定を提供するために使用される動的補正式があります。
個別設計に伴う複雑さと投資と比較すると、ADIS16505は、高精度の多軸慣性検出技術を産業システムに統合するための、簡素化され、経済的で効率的な方法を提供できます。必要なモーション検出とキャリブレーションはすべて工場での製造工程中に完了しているため、システム統合時間が大幅に短縮されます。ナビゲーション システムでは、厳密な直交アライメントにより慣性フレームのアライメントが簡素化され、データ収集と構成制御に使用されるシリアル ペリフェラル インターフェイス (SPI) とレジスタ構造が提供されます。
3軸デジタル ジャイロスコープを内蔵したADIS16505は、 ±125°/秒、 ±500°/秒、 ±2000°/秒のダイナミック レンジをサポートし、実行中のバイアス安定性は2.3°/時間、角度 ランダム ウォークは0.13°/√時間、x軸とy軸は1 σ、軸間のミスアライメント誤差は ±0.25° です。さらに、ダイナミックレンジが ±78.4 m/sec2 、実行中のバイアス安定性（x軸およびy軸）が26.5 μm/sec2の3軸デジタル加速度計を搭載しており、3軸、デルタ 角度 およびデルタ速度出力をサポートします。工場で校正された感度、バイアス、軸方向アライメントについては、校正温度範囲は −40℃ ～ +85℃ で、SPI互換データ通信、プログラム可能な操作と制御、自動および手動バイアス補正制御などの機能のほか、同期データ取得に使用されるデータ準備インジケーターがあり、直接、スケーリング、出力の3種類の外部同期モードをサポートしています。必要に応じて内部センサーとフラッシュメモリのセルフテストを実行でき、3.0 V～3.6 Vの単一電源（VDD）を採用し、14,700 m/sec2 の機械的衝撃耐性をサポートし、 −40℃ ～+105℃の温度範囲で動作します。
ADIS16505は、およそ15 mm × 15 mm × 5 mmのサイズの100ボール ボール グリッド アレイ (BGA) パッケージを採用しており、その絶妙なボリュームは、ナビゲーション、安定化、計装、無人および自律走行車、スマート農業および建設機械、工場/産業オートメーション、ロボット工学、仮想/拡張現実、移動体インターネットなどのアプリケーションに適しています。
ADIは、慣性センサーの設計における30年の経験を活かして、比類のない信頼性の高い高性能とサイズ/コスト効率の組み合わせを設計しました。業界をリードするパフォーマンスのおかげで、体系的な設計者は、パフォーマンスを向上させるためにテスト、コンポーネント、キャリブレーション、またはソフトウェアのサポートを増やす代わりに、これらの高品質のセンサーをより多く利用することができます。これらのIMUの性能により、システムは乱気流、振動、風、温度、その他の環境条件の影響を受けることなく動きを正確に表現できるため、より正確なナビゲーションと誘導、および/または計器の安定化を実現できます。
この新しいタイプのIMUシリーズは、評価キットおよびブレークアウト ボード（それぞれEVAL-ADIS2ZおよびADIS16505-x/PCBZ）と併用できます。EVAL-ADIS2Zは、基本的なデモンストレーション、個々のレジスタ アクセス 、高速データ取得機能を実現できるPCベースの評価ツールであり、ADIS16xxx IMU製品と開発プラットフォームに接続されたブレークアウト ボードのサポートを簡素化します。ADIS16505-x/PCBZブレークアウト ボードは、各ADIS16505-xBMLZ IMUモデルと組み込みプロセッサ プラットフォーム間のプロトタイプ接続を構築し、便利な方法を提供します。各ADIS16505-x/PCBZブレークアウト ボードは、EVAL-ADIS2評価システムのJ1にも接続されます。
正確なモーション検出は、もはや一部のアプリケーションに限定されたものではありません。ミニIMU産業グレードの高精度センサーの発売に伴い、高品質のモーション検出機能と組み込みのコンテキストセンシング機能を統合することで、より多くのアプリケーションで製品価値を2倍に向上させることができ、これは明るい未来を伴う市場機会も表しています。
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