MRU(Motion Reference Unit)는 특히 해양 및 항공우주 환경에서 물체의 동적 움직임을 측정하고 보고하도록 설계된 센서 시스템입니다. 이러한 장치는 항법, 안정화 및 운영 효율성에 중요한 롤, 피치 및 히브 모션에 대한 데이터를 제공합니다. MRU는 고급 센서 기술을 활용하여 고정밀 모션 데이터를 실시간으로 제공합니다.
이러한 장치는 선박, 항공기, 산업 플랫폼을 포함한 다양한 용도로 사용되며, 끊임없는 움직임 속에서도 작동 안전을 유지하는 데 기여합니다.
MRU는 때때로 AHRS(자세 및 방향 기준 시스템)(AHRS) 또는 VRU(Vertical Reference Unit)라고도 하지만, 그 목적은 서로 다릅니다. AHRS는 헤딩을 포함한 완전한 3D 자세를 제공하며, 엔지니어는 이를 항법에 자주 사용합니다. Motion Reference Unit은 모션 다이내믹스, 특히 히브(heave)와 같은 수직 모션에 중점을 둡니다. 작업자는 해양 안정화 및 모션 보정에 주로 사용합니다.
Heave 성능을 최적화하려면:
- 센서를 회전 중심 근처에 배치하고 '모니터링 지점'을 사용하여 MBES 소나 상단에 직접 장착하는 등 관심 지점을 명확하게 정의하십시오. 히브(heave) 측정값만 전송할 수 있으며, 서지(surge) 및 스웨이(sway)는 IMU에서 측정된 상태로 유지해야 합니다.
- 또는 센서를 더 접근하기 쉬운 위치나 관심 지점에 더 가깝게 배치하십시오. 그런 다음 메인 레버 암(COR)과 모니터링 지점을 적절하게 구성하십시오.
MRU 기반 기술
MRU의 기본 구성 요소는 자이로스코프와 가속도계로 구성된 IMU(관성 측정 장치)(IMU)입니다. 자이로스코프는 여러 축을 중심으로 회전을 감지하고 정확한 각속도 데이터를 제공하는 장비입니다.
고급 MRU는 최적의 안정성과 정밀도를 보장하기 위해 광섬유 또는 링 레이저 자이로스코프를 자주 활용합니다. 가속도계는 선형 가속도를 측정하여 X, Y, Z축을 따라 움직임을 추적할 수 있습니다. 대부분의 MRU는 위치 정확도와 안정성을 향상시키기 위해 GNSS 기술도 통합합니다.
RTK 및 차동 GNSS 보정은 신호 오류를 줄여 모션 추적을 더욱 개선합니다. 모션 레퍼런스 유닛에 의한 고급 데이터 융합 알고리즘의 활용은 센서 입력을 통합된 일관된 출력으로 통합하는 데 매우 중요합니다. Kalman 필터는 노이즈를 제거하고 모든 모션 파라미터에서 측정 정확도를 향상시킵니다.
센서 융합 알고리즘은 자이로스코프, 가속도계 및 GNSS 데이터를 결합하여 보다 안정적인 모션 추적을 보장합니다.
모션 레퍼런스 유닛의 애플리케이션
해양 애플리케이션에서 모션 레퍼런스 장치는 선박을 안정화하고 동적 포지셔닝 시스템을 개선하는 데 도움이 됩니다. 또한 수로 매핑 중 선박 움직임의 보정을 지원하여 해저 매핑의 정밀도를 향상시킵니다. 항공 우주 공학 분야에서 MRU는 UAV 제어, 항공기 안정성 및 위성 방향 관리에 중요한 역할을 합니다.
해양 및 해저 산업에서는 ROV를 안내하고 드릴링 플랫폼을 안정화하기 위해 MRU를 활용합니다. 토목 공학 영역에서 MRU는 구조적 움직임 모니터링과 동적 현장에서 정밀 장비 안내에 중요한 역할을 합니다. 이러한 장치는 지속적으로 작동하여 안전, 정확성 및 효율적인 작동을 지원하는 데이터를 제공합니다. 기술이 발전함에 따라 MRU 또는 VRU는 정확한 모션 데이터에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 계속 발전할 것입니다.
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IMU와 INS의 차이점은 무엇입니까?
관성 측정 장치(IMU)와 관성 항법 시스템(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프에서 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요 및 움직임에 대한 정보를 제공하지만 위치 또는 내비게이션 데이터를 계산하지는 않습니다. IMU는 위치 또는 속도를 결정하기 위해 외부 처리를 위한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 릴레이하도록 특별히 설계되었습니다.
반면에 INS(관성 항법 시스템)는 IMU 데이터를 고급 알고리즘과 결합하여 차량의 위치, 속도 및 방향을 시간 경과에 따라 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위해 칼만 필터링과 같은 내비게이션 알고리즘을 통합합니다. INS는 GNSS와 같은 외부 포지셔닝 시스템에 의존하지 않고 위치, 속도 및 방향을 포함한 실시간 내비게이션 데이터를 제공합니다.
이 내비게이션 시스템은 일반적으로 군용 UAV, 선박 및 잠수함과 같이 GNSS가 제한된 환경에서 포괄적인 내비게이션 솔루션이 필요한 애플리케이션에 활용됩니다.
관성 측정 장치
관성 측정 장치 정의:
관성 측정 장치 (IMU)는 센서 조합을 사용하여 물체의 특정 힘, 각속도 및 때로는 자기장을 측정하고 보고하는 전자 장치입니다.
– 가속도계 → 선형 가속도 측정.
– 자이로스코프 → 각속도(회전 속도) 측정.
– 자력계(선택 사항) → 지구 자기장에 대한 상대적 방향 측정.
이 데이터를 처리하여 IMU는 방향, 속도 및 움직임에 대한 정보를 제공합니다. 특히 GPS 신호를 사용할 수 없거나 신뢰할 수 없는 환경에서 내비게이션 시스템(항공 우주, 해양, 국방, 로봇 공학, 자동차 등)에 널리 사용됩니다.