Industrietaugliche IMU
Eine industrietaugliche IMU ist ein Bewegungssensor, der die dreifache Winkelgeschwindigkeit und die dreifache Linearbeschleunigung misst. Verglichen mit Geräten für den Verbrauchermarkt bietet sie eine höhere Genauigkeit, Stabilität und Langlebigkeit. Sie kombiniert drei MEMS-Gyroskope und drei MEMS-Beschleunigungsmesser in einem kalibrierten Gehäuse. Dadurch arbeitet sie auch in rauen Industrieumgebungen zuverlässig.
Industrietaugliche IMUs erreichen typischerweise eine Gyroskop-Bias-Instabilität zwischen 1 und 10°/h. Darüber hinaus liegt das Winkel-Rauschen (Angle Random Walk) gewöhnlich im Bereich von 0,1 bis 0,5°/√h. Der Bias von Beschleunigungsmessern liegt je nach Sensorarchitektur und Kalibrierungsqualität häufig zwischen 0,1 und 1 mg. Folglich ermöglichen diese Eigenschaften eine stabile Lagebestimmung und eine zuverlässige Koppelnavigation (Dead Reckoning) während kurzer GNSS-Ausfälle.
Hersteller optimieren industrietaugliche IMUs im Hinblick auf langfristige Wiederholgenauigkeit anstelle maximaler Navigationsgenauigkeit. Daher kompensiert eine fortgeschrittene Werkskalibrierung Skalenfaktorfehler, Achsfehlausrichtungen, Temperaturdrift und Sensor-Nichtlinearitäten. Darüber hinaus bleibt die Kalibrierung über einen breiten Betriebstemperaturbereich hinweg wirksam. Viele industrietaugliche IMUs integrieren zudem Vibrationsfilterung und integrierte Selbsttestfunktionen. Darüber hinaus erhalten hohe Abtastraten die Messqualität unter hochdynamischen Betriebsbedingungen aufrecht.
Industrietaugliche IMUs dienen als Kernerfassungselement eines AHRS oder eines INS. Sie stellen Inertialdaten für die Fusion mit GNSS, LiDAR, Raddrehzahlsensoren, Kameras, Odometern oder Doppler Velocity Logs (DVLs) bereit. Infolgedessen verbessert die Sensorfusion die Positionierungsrobustheit, die Lagebestimmung und die Fahrzeugsteuerung. Sie hält auch dann die Navigationsleistung aufrecht, wenn externe Referenzen sich verschlechtern oder vorübergehend nicht verfügbar sind.
Ingenieure setzen industrietaugliche IMUs häufig in der mobilen Robotik, bei fahrerlosen FTS (Automated Guided Vehicles / Autonomous Mobile Robots), mobilen Mapping-Systemen, Meeresplattformen, Kranen, Fördersystemen, Industriemaschinen und der Präzisionsautomation ein. Daher bieten sie ein effektives Gleichgewicht zwischen Leistung, Robustheit, Leistungsaufnahme und Kosten. Folglich eignen sie sich für anspruchsvolle industrielle Bewegungssteuerungs- und Navigationsanwendungen.
