Industrial-Grade IMU
Eine industrietaugliche IMU ist ein Bewegungssensor, der dreachsige Winkelgeschwindigkeiten und dreachsige lineare Beschleunigungen misst. Verglichen mit Geräten für den Verbrauchermarkt bietet sie eine höhere Genauigkeit, Stabilität und Langlebigkeit. Sie kombiniert drei MEMS-Gyroskope und drei MEMS-Beschleunigungssensoren in einem kalibrierten Gehäuse. Dadurch arbeitet sie auch in rauen Industrieumgebungen zuverlässig.
Industrietaugliche IMUs erreichen typischerweise eine Bias-Instabilität des Gyroskops zwischen 1 und 10°/h. Darüber hinaus liegt das Winkel-Rauschen (Angle Random Walk) gewöhnlich zwischen 0,1 und 0,5°/√h. Der Beschleunigungssensor-Bias bewegt sich je nach Sensorarchitektur und Kalibrierungsqualität meist zwischen 0,1 und 1 mg. Folglich ermöglichen diese Eigenschaften eine stabile Lageschätzung und zuverlässige Koppelnavigation (Dead Reckoning) bei kurzen GNSS-Ausfällen.
Hersteller optimieren industrietaugliche IMUs im Hinblick auf langfristige Wiederholgenauigkeit anstelle maximaler Navigationsgenauigkeit. Daher kompensiert eine fortgeschrittene Werkskalibrierung Skalierungsfehler, Achsfehlausrichtungen, Temperaturdrift und Sensor-Nichtlinearitäten. Zudem bleibt die Kalibrierung über einen breiten Betriebstemperaturbereich hinweg wirksam. Viele industrietaugliche IMUs integrieren zudem Vibrationsfilterung sowie integrierte Selbsttestfunktionen. Darüber hinaus bewahren hohe Abtastraten die Messqualität unter hochdynamischen Betriebsbedingungen.
Industrietaugliche IMUs dienen als Kernerfassungselement eines AHRS oder eines INS. Sie liefern Inertialdaten für die Fusion mit GNSS, LiDAR, Radgebern (Wheel Encoders), Kameras, Odometer oder Doppler-Loggen (DVL). Infolgedessen verbessert die Sensorfusion die Robustheit der Positionierung, die Lageschätzung und die Fahrzeugsteuerung. Sie hält die Navigationsleistung auch dann aufrecht, wenn externe Referenzen nachlassen oder vorübergehend nicht verfügbar sind.
Ingenieure setzen industrietaugliche IMUs in großem Umfang in der Mobilrobotik, autonomen mobilen Robotern (AMRs), mobilen Kartierungssystemen, maritimen Plattformen, fahrerlosen Furt- und Transportfahrzeugen (AGVs), Kranen, Förderanlagen, Industriemaschinen und der Präzisionsautomatisierung ein. Daher bieten sie ein effektives Gleichgewicht zwischen Leistung, Robustheit, Leistungsaufnahme und Kosten. Folglich eignen sie sich für anspruchsvolle industrielle Bewegungssteuerungs- und Navigationsanwendungen.
