VRU(Vertical Reference Unit)는 선박의 횡축 및 종축을 중심으로 한 각도 운동인 피치 및 롤을 실제 수직을 기준으로 측정합니다. 선박의 정확한 방향 측정을 제공함으로써 현대 해양 및 해상 작업에서 중요한 역할을 합니다. 파도, 바람 및 해류로 인해 선박이 끊임없이 움직이는 외해와 같은 역동적인 환경에서는 안정성 제어, 모션 보정 및 항법 시스템 무결성에 필수적인 정확한 수직 기준 데이터가 필요합니다.
VRU는 동적 위치 결정(DP), 수로 측량, 원격 작동 차량(ROV) 및 해상 크레인 작업을 포함한 광범위한 해양 시스템에서 기본 구성 요소 역할을 합니다.
VRU는 일반적으로 관성 측정 장치(IMU)에 통합된 3축 가속도계와 자이로스코프로 구성됩니다. 가속도 및 각속도 데이터를 결합하여 VRU는 로컬 수직을 기준으로 선박의 자세(특히 롤 및 피치 각도)를 계산합니다. 이러한 측정은 위치 결정, 센서 판독값 및 제어 신호를 보정하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 수로 측량에서 움직이는 선박에 장착된 음향 측심기는 해저 깊이를 정확하게 측정하기 위해 피치 및 롤 움직임을 고려해야 합니다. VRU 데이터가 없으면 이러한 측정은 선박의 움직임에 의해 왜곡됩니다.
수직 기준 장치의 다양한 용도
동적 위치 결정 시스템에서 VRU는 필수 불가결합니다. DP 시스템은 추진기를 사용하여 선박의 위치와 방향을 자동으로 유지하기 위해 센서 네트워크에 의존합니다. VRU는 실시간 피치 및 롤 데이터를 제어 시스템으로 보냅니다. 제어 시스템은 이 데이터를 사용하여 선박의 움직임을 보정합니다. 파도, 바람 또는 해류에도 불구하고 선박이 안정적인 위치를 유지하는 데 도움이 됩니다. 이 기능은 석유 굴착 장치, 풍력 발전 단지 근처 및 해저 작업 중에 매우 중요합니다. 이러한 영역에서 약간의 움직임도 심각한 위험을 초래할 수 있습니다. 정확한 수직 기준 데이터는 DP 시스템이 균형과 위치를 유지하기 위해 올바르게 응답하도록 보장합니다.
ROV 및 자율 수중 차량(AUV)도 VRU 사용의 이점을 누릴 수 있습니다. 이러한 차량은 GNSS를 사용할 수 없는 깊이에서 파이프라인 검사, 수중 매핑 또는 수리와 같은 작업을 수행하는 경우가 많습니다. VRU는 온보드 항법 및 안정화 시스템을 제어하는 데 도움이 되는 필수 방향 정보를 제공합니다. 관성 항법 시스템(INS) 및 도플러 속도 로그(DVL)와 결합된 VRU를 통해 이러한 해저 플랫폼은 GNSS가 거부된 환경에서 효과적으로 작동할 수 있습니다.
해상 크레인과 갱웨이도 수직 기준 정보에 크게 의존합니다. 해상 건설에서 크레인은 움직이는 플랫폼에 장착된 상태에서도 안전하고 정확하게 작동해야 합니다. VRU는 제어 시스템이 선박의 롤 및 피치가 크레인의 위치에 미치는 영향을 이해하는 데 도움이 되므로 실시간 모션 보정이 가능합니다. 이를 통해 안전한 하중 처리를 보장하고 흔들림이나 제어되지 않은 움직임의 위험을 최소화합니다. 마찬가지로 선박과 플랫폼 간에 인력을 이동하는 데 사용되는 모션 보정 갱웨이는 VRU 데이터를 사용하여 선박 움직임에도 불구하고 안정적인 통로를 유지합니다.
정확한 해양 및 해상 모션 보정
VRU의 정확성과 신뢰성은 관성 센서의 품질과 내부 필터링 알고리즘에 따라 달라집니다. 고성능 VRU는 정밀한 온도 보상 및 공장 보정이 적용된 전술 등급 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 자이로스코프 및 가속도계를 사용합니다. 고급 칼만 필터링 기술은 원시 센서 데이터를 융합하여 드리프트와 노이즈를 최소화하여 거친 해상 상태에서도 안정적인 출력을 보장합니다. 또한 많은 VRU가 GNSS 수신기를 통합하거나 GNSS 입력을 수용하여 방향 정확도와 안정성을 더욱 향상시킵니다.
보정 및 설치는 최적의 VRU 성능에 매우 중요합니다. 해양 통합자는 선박 회전 중심 근처에 장치를 단단히 장착해야 합니다. 이 위치는 각도 변위 오류를 줄이는 데 도움이 됩니다. 정확한 데이터 해석을 보장하려면 선박의 좌표 시스템과의 적절한 정렬도 필수적입니다. 정기적인 유지 관리 및 보정 점검은 특히 고정밀 결과를 요구하는 애플리케이션의 경우 장기적인 성능과 신뢰성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
해양 작업이 더욱 자동화되고 안전에 중점을 두면서 소형, 견고하고 매우 정확한 VRU에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. 최신 VRU는 항법 시스템, 음파 탐지 장비, 자동 조종 장치 및 모션 레퍼런스 장치(MRU)와 쉽게 통합되도록 설계되었습니다. 가볍고 밀폐된 디자인은 자율 수상 선박(ASV)을 포함하여 소형 무인 플랫폼에 설치하는 데 이상적이며, 이는 항법 및 임무 성공을 위해 정확한 모션 데이터에 점점 더 의존하고 있습니다.
Vertical Reference Unit는 해양 모션 감지의 기본 요소이며 물 속에서의 움직임을 측정하고 분석하는 데 사용됩니다. VRU는 롤과 피치를 실시간으로 정확하게 측정합니다. 정밀한 제어를 가능하게 하고 운영 안전성을 향상시킵니다. 또한 안정적인 데이터 수집을 보장합니다. 운영자는 동적 위치 결정, 수로 측량 및 크레인 작업에 사용합니다. 무인 시스템도 안정성과 정확성을 위해 VRU에 의존합니다. VRU는 열악한 해양 조건에서 효율성과 안전성을 향상시킵니다. 해상 작업이 증가함에 따라 수직 기준 데이터에 대한 수요가 증가합니다. 첨단 기술은 VRU를 해상에서 더욱 필수적으로 만듭니다.