센서 IMU와 AHRS, INS의 정의와 기능들
IMU의 정의와 기능
IMU(Inertia Measurement Unit)는 관성 측정 단위라는 뜻으로 자기계, 가속도계 및 자이로로만 구성됩니다. 자력계가 패키지에 포함되어 있지 않은 경우도 있으며, 그런 타입은 스마트 시스템을 갖추지 못합니다. 그렇다면 우선 IMU는 어떤 기능을 가지고 있는지 알기 위해서는 IMU가 자기계, 가속도계, 자이로일 뿐이라는 것을 인식하는 것이 중요합니다. 이것은 스마트 기계라기보다는 기본적인 기능이 들어있는 고정식 카메라에 가깝습니다. 사용자는 카메라가 땅을 가리키는지 천장을 가리키는지만 알면 됩니다. IMU는 관성 측정 장치를 의미하고 그게 다일뿐인 가장 기본적인 기술입니다.
AHRS의 정의와 기능
그리고 AHRS(Attitude Heading Reference System)는 자세 방향 기준 시스템을 의미하며 GPS는 포함하지만 칼만 필터는 포함되어있지 않습니다. 이것은 IMU의 모든 장점을 가지고 있으면서 GPS의 위치도 가지고 있습니다. 설계하거나 통합할 필터가 이미 있는 경우에는 이 기능이 적합합니다. 이런 자세 방향 기준 시스템인 AHRS에는 GPS가 포함됩니다. 칼만 필터는 포함되어 있지 않지만 IMU의 모든 장점을 같이 제공하며 GPS의 위치도 제공해서 IMU보다 좋은 시스템입니다. AHRS는 필터를 설계했거나 이미 내장하고 있는 사람들에게 적합합니다.
INS의 정의와 기능
마지막으로 INS는 관성 항법 장치(Inertial navigation system)입니다. 모든 센서를 하나의 시스템에 융합시켜야 하며 이것은 그 결과만으로도 세계 어디에 있는지 정확히 알 수 있습니다. 관성 내비게이션 시스템은 GPS가 아닌 칼만 필터가 내장되어 있어 센서 자체가 모든 개별 부품을 하나로 융합하고 모든 부품이 통합된 내비게이션 출력을 제공합니다. 이 장치에는 센서 융합이 내장되어 있어 보다 정확한 출력을 제공하며 여기에는 자이로, 자기계, 가속도계, GPS 등이 포함되어 있습니다. 관성 항법 장치인 INS는 이 모든 센서들을 사용하여 시스템이 더 이상 수행할 필요가 없는 출력으로 융합합니다. 사람들이 INS에 대해 가지고 있는 가장 큰 오해는 이것이 그저 GPS일 뿐이라고 생각하는 것입니다. 하지만 INS GPS가 아니라 칼만 필터가 들어가 있으며, 센서 퓨전 기능이 내장되어 있고 훨씬 더 정확한 출력을 제공합니다. 그래서 INS는 일반적으로 매우 고품질인 장치입니다. INS에 포함되어있는 칼만 필터는 센서가 모든 개별 부품을 하나로 통합하고 통합된 내비게이션 출력을 제공하는 방식으로 구성됩니다. 여기에는 자이로, 자기계 및 가속도계도 포함됩니다. 그리고 INS 솔루션에는 GPS도 포함되어 있습니다. 그래서 이 장치를 통해 로봇이 세상 어디에 있는지 이해할 수 있는 내비게이션 출력 또한 얻을 수 있습니다. INS에서만 사용할 수 있는 기능 중 하나는 컴패싱입니다. 이 기술은 최신 기술로 아직은 INS 솔루션에서만 사용할 수 있습니다. 그리고 이것은 GPS 1을 찍고 GPS 2를 추가하는 곳입니다. 하나의 장치에 두 개의 GPS가 있으며, 이 두 GPS 위치 사이의 거리를 바탕으로 두 위치 사이의 방향을 도출할 수 있습니다. 그리고 이것은 내비게이션 시스템에서 매우 정확한 방향 치수를 제공합니다.
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