Inertial measurement unit
ஒரு மந்தமான அளவீட்டு அலகு (ஐ. எம். யூ) என்பது ஒரு எலக்ட்ரானிக் சாதனமாகும், இது ஒரு உடலின் குறிப்பிட்ட விசை, கோண விகிதம் மற்றும் சில நேரங்களில் உடலின் நோக்குநிலையை முடுக்கமானிகள், கைரோஸ்கோப்புகள் மற்றும் சில நேரங்களில் காந்தமானிகளின் கலவையைப் பயன்படுத்தி அளவிடுகிறது மற்றும் தெரிவிக்கிறது. காந்தமானி சேர்க்கப்படும்போது, ஐ. எம். யூக்கள் ஐ. எம். எம். யூக்கள் என்று குறிப்பிடப்படுகின்றன. மோட்டார் சைக்கிள்கள், ஏவுகணைகள், விமானம் (ஒரு அணுகுமுறை மற்றும் தலைப்பு குறிப்பு அமைப்பு) உள்ளிட்ட நவீன வாகனங்களை கையாள IMU கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, இதில் ஆளில்லா வான்வழி வாகனங்கள் (யுஎவி) மற்றும் செயற்கைக்கோள்கள் மற்றும் லேண்டர்கள் உள்ளிட்ட விண்கலங்கள் அடங்கும். சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் IMU-இயக்கப்பட்ட GPS சாதனங்களின் உற்பத்திக்கு அனுமதிக்கின்றன. சுரங்கப்பாதைகள், கட்டிடங்களுக்குள் அல்லது மின்னணு குறுக்கீடு இருக்கும்போது ஜி. பி. எஸ்-சமிக்ஞைகள் இல்லாதபோது ஒரு ஐ. எம். யூ ஒரு ஜி. பி. எஸ் ரிசீவரை வேலை செய்ய அனுமதிக்கிறது. செயல்பாட்டுக் கொள்கைகள் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட ஆக்ஸிலரோமீட்டர்கள் மற்றும் சுழற்சி விகிதத்தைப் பயன்படுத்தி ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட கைரோஸ்கோப்புகளைப் பயன்படுத்தி நேரியல் முடுக்கத்தைக் கண்டறிவதன் மூலம் ஒரு மந்தமான அளவீட்டு அலகு செயல்படுகிறது. சிலவற்றில் காந்தமானியும் அடங்கும், இது பொதுவாக தலைப்பு குறிப்பாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமான உள்ளமைவுகளில் மூன்று முக்கிய அச்சுகளில் ஒவ்வொன்றிற்கும் ஒரு அச்சுக்கு ஒரு முடுக்கமானி, கைரோ மற்றும் காந்தமானி ஆகியவை உள்ளனஃ சுருதி, சுருள் மற்றும் யாவ். பயன்பாடுகள் ஐ. எம். யூக்கள் பெரும்பாலும் மந்தமான வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளில் இணைக்கப்படுகின்றன, அவை மூல ஐ. எம். யூ அளவீடுகளைப் பயன்படுத்தி அணுகுமுறை, கோண விகிதங்கள், நேரியல் திசைவேகம் மற்றும் உலகளாவிய குறிப்பு சட்டகத்துடன் தொடர்புடைய நிலையை கணக்கிடுகின்றன. ஐஎம்யு பொருத்தப்பட்ட ஐஎன்எஸ், விமானங்கள், ஏவுகணைகள், கப்பல்கள், நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் மற்றும் செயற்கைக்கோள்கள் போன்ற பல வணிக மற்றும் இராணுவ வாகனங்களின் வழிசெலுத்தல் மற்றும் கட்டுப்பாட்டுக்கு முதுகெலும்பாக அமைகிறது. யுஎவி, யுஜிவி மற்றும் யுவி போன்ற ஆளில்லா அமைப்புகளின் வழிகாட்டுதல் மற்றும் கட்டுப்பாட்டில் ஐஎம்யூக்கள் இன்றியமையாத கூறுகளாகும். அணுகுமுறை மற்றும் தலைப்பு குறிப்பு அமைப்புகள் என்று அழைக்கப்படும் ஐ. என். எஸ்ஸின் எளிய பதிப்புகள் காந்த வடக்கில் தலைப்புடன் வாகன அணுகுமுறையைக் கணக்கிட ஐ. எம். யூக்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. ஐ. எம். யுவின் சென்சார்களில் இருந்து சேகரிக்கப்பட்ட தரவு ஒரு கணினியை கிராஃப்ட்டின் நிலையை கண்காணிக்க அனுமதிக்கிறது, இது டெட் கணக்கீடு எனப்படும் முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. நில வாகனங்களில், ஒரு ஐ. எம். யுவை ஜி. பி. எஸ் அடிப்படையிலான வாகன வழிசெலுத்தல் அமைப்புகள் அல்லது வாகன கண்காணிப்பு அமைப்புகளில் ஒருங்கிணைக்க முடியும், இது அமைப்புக்கு ஒரு டெட் கணக்கீட்டு திறன் மற்றும் வாகனத்தின் தற்போதைய வேகம், திருப்ப விகிதம், தலைப்பு, சாய்வு மற்றும் முடுக்கம் பற்றி முடிந்தவரை துல்லியமான தரவை சேகரிக்கும் திறனை வழங்குகிறது, வாகனத்தின் சக்கர வேக சென்சார் வெளியீட்டுடன் இணைந்து, கிடைத்தால், தலைகீழ் கியர் சமிக்ஞை, சிறந்த போக்குவரத்து மோதல் பகுப்பாய்வு போன்ற நோக்கங்களுக்காக. வழிசெலுத்தல் நோக்கங்களைத் தவிர, ஐ. எம். யூக்கள் பல நுகர்வோர் தயாரிப்புகளில் நோக்குநிலை சென்சார்களாக செயல்படுகின்றன. கிட்டத்தட்ட அனைத்து ஸ்மார்ட்போன்கள் மற்றும் டேப்லெட்டுகளும் ஐ. எம். யூ. க்களை நோக்குநிலை சென்சார்களாக கொண்டுள்ளன. ஃபிட்னஸ் டிராக்கர்கள் மற்றும் பிற அணியக்கூடிய பொருட்களில் ஓட்டம் போன்ற இயக்கத்தை அளவிட ஐ. எம். யூக்கள் இருக்கலாம். ஓட்டத்துடன் தொடர்புடைய குறிப்பிட்ட அளவுருக்களின் குறிப்பிட்ட தன்மை மற்றும் உணர்திறன் ஆகியவற்றை அடையாளம் காண்பதன் மூலம் இயக்கத்தில் இருக்கும்போது தனிநபர்களின் வளர்ச்சி நிலைகளை தீர்மானிக்கும் திறனையும் ஐ. எம். யூக்கள் கொண்டுள்ளன. நிண்டெண்டோ வீக்கான ரிமோட் கண்ட்ரோல்கள் போன்ற சில கேமிங் அமைப்புகள் இயக்கத்தை அளவிட ஐ. எம். யூக்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. குறைந்த விலை ஐ. எம். யூக்கள் நுகர்வோர் ட்ரோன் தொழிற்துறையின் பெருக்கத்திற்கு உதவியுள்ளன. விளையாட்டு தொழில்நுட்பம் (நுட்ப பயிற்சி) மற்றும் அனிமேஷன் பயன்பாடுகளுக்கும் அவை அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவை மோஷன் கேப்சர் தொழில்நுட்பத்தில் பயன்படுத்த ஒரு போட்டி தொழில்நுட்பமாகும். செக்வே தனிப்பட்ட டிரான்ஸ்போர்ட்டரில் பயன்படுத்தப்படும் சமநிலைப்படுத்தும் தொழில்நுட்பத்தின் மையத்தில் ஒரு ஐ. எம். யூ உள்ளது. வழிசெலுத்தலில் ஒரு வழிசெலுத்தல் அமைப்பில், IMU ஆல் தெரிவிக்கப்படும் தரவு ஒரு செயலியில் செலுத்தப்படுகிறது, இது உயரம், வேகம் மற்றும் நிலையை கணக்கிடுகிறது. ஸ்ட்ராப் டவுன் இனர்ஷியல் சிஸ்டம் என்று குறிப்பிடப்படும் ஒரு பொதுவான செயல்படுத்தல், கோண நிலையை கணக்கிட கைரோஸ்கோப்பிலிருந்து கோண விகிதத்தை ஒருங்கிணைக்கிறது. இது அணுகுமுறையை மதிப்பிடுவதற்காக கல்மான் வடிகட்டியில் உள்ள முடுக்கமானிகளால் அளவிடப்படும் ஈர்ப்பு திசையனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. அணுகுமுறை மதிப்பீடு முடுக்கம் அளவீடுகளை ஒரு மந்தமான குறிப்பு சட்டகமாக மாற்ற பயன்படுத்தப்படுகிறது (எனவே மந்தமான வழிசெலுத்தல் என்ற சொல்) அங்கு அவை நேரியல் வேகத்தைப் பெற ஒரு முறை ஒருங்கிணைக்கப்படுகின்றன, மேலும் இரண்டு முறை நேரியல் நிலையை பெறுகின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு குறிப்பிட்ட திசை திசையன் வழியாக நகரும் ஒரு விமானத்தில் நிறுவப்பட்ட ஐ. எம். யூ ஒரு விமானத்தின் முடுக்கத்தை 1 வினாடிக்கு 5 மீ/வி 2 ஆக அளவிட்டால், அந்த 1 வினாடிக்குப் பிறகு வழிகாட்டும் கணினி விமானம் 5 மீ/வி என்ற வேகத்தில் பயணிக்க வேண்டும் என்றும் அதன் ஆரம்ப நிலையில் இருந்து 2.5 மீ ஆக இருக்க வேண்டும் என்றும் (v0 = 0 மற்றும் அறியப்பட்ட தொடக்க நிலை ஆயத்தொலைவுகள் x0, y0, z0). ஒரு இயந்திர காகித வரைபடம் அல்லது டிஜிட்டல் வரைபட காப்பகத்துடன் இணைக்கப்பட்டால் (வழிகாட்டுதல் அமைப்பு நிலை வெளியீடு பெரும்பாலும் குறிப்பு புள்ளியாக எடுக்கப்படுவதால், நகரும் வரைபடத்தில் விளைவாக இருப்பதால், பொதுவாக நகரும் வரைபட காட்சி என்று அழைக்கப்படும் அமைப்புகள்), வழிகாட்டுதல் அமைப்பு ஒரு ஜி. பி. எஸ் வழிசெலுத்தல் அமைப்பைப் போலவே, ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில் விமானம் புவியியல் ரீதியாக அமைந்துள்ள ஒரு பைலட்டைக் காட்ட இந்த முறையைப் பயன்படுத்தலாம், ஆனால் செயற்கைக்கோள்கள் அல்லது லேண்ட் ரேடியோ டிரான்ஸ்பாண்டர்கள் போன்ற வெளிப்புற கூறுகளுடன் தொடர்பு கொள்ளவோ அல்லது பெறவோ தேவையில்லை, இருப்பினும் சறுக்கல் பிழைகளை சரிசெய்ய வெளிப்புற ஆதாரங்கள் இன்னும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் மந்தமான வழிசெலுத்தல் அமைப்புகளால் அனுமதிக்கப்பட்ட நிலை புதுப்பிப்பு அதிர்வெண் வரைபடக் காட்சியில் வாகன இயக்கத்தை விட அதிகமாக இருக்கலாம். இந்த வழிசெலுத்தல் முறை இறந்த கணக்கீடு என்று அழைக்கப்படுகிறது. விமானத்திற்கு வெளியில் இருந்து எந்த உள்ளீடும் இல்லாமல் விமானத்தில் செல்ல உதவும் வகையில் ஃபோர்டு இன்ஸ்ட்ரூமென்ட் கம்பெனி யு. எஸ். ஏ. எஃப்-க்காக வடிவமைக்கப்பட்டு கட்டப்பட்டது. தரை-நிலை குறிகாட்டி என்று அழைக்கப்படும், விமானி புறப்படும் போது விமானத்தின் தீர்க்கரேகை மற்றும் அட்சரேகையில் நுழைந்தவுடன், அலகு விமானிக்கு தரையுடன் தொடர்புடைய விமானத்தின் தீர்க்கரேகை மற்றும் அட்சரேகையைக் காண்பிக்கும். ஜிபிஎஸ் போன்ற நிலைப்பாட்டு கண்காணிப்பு அமைப்புகள் சறுக்கல் பிழைகளை தொடர்ந்து சரிசெய்ய பயன்படுத்தப்படலாம் (கல்மான் வடிப்பானின் பயன்பாடு). வழிசெலுத்தலுக்கு ஐஎம்யுக்களைப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள ஒரு பெரிய குறைபாடு என்னவென்றால், அவை பொதுவாக திரட்டப்பட்ட பிழையால் பாதிக்கப்படுகின்றன. வழிகாட்டுதல் அமைப்பு வேகம் மற்றும் நிலையை கணக்கிட நேரத்தைப் பொறுத்து முடுக்கத்தை தொடர்ந்து ஒருங்கிணைப்பதால் (டெட் கணக்கீட்டைப் பார்க்கவும்), எந்த அளவீட்டு பிழைகளும், எவ்வளவு சிறியதாக இருந்தாலும், காலப்போக்கில் திரட்டப்படுகின்றன. இது 'சறுக்கலுக்கு' வழிவகுக்கிறதுஃ அமைப்பு அது அமைந்துள்ளதாக நினைக்கும் இடத்திற்கும் உண்மையான இருப்பிடத்திற்கும் இடையே எப்போதும் அதிகரித்து வரும் வேறுபாடு. ஒருங்கிணைப்பு காரணமாக முடுக்கத்தில் ஒரு நிலையான பிழை வேகத்தில் ஒரு நேரியல் பிழை வளர்ச்சியையும் நிலையில் இருபடி பிழை வளர்ச்சியையும் விளைவிக்கிறது. அணுகுமுறை விகிதத்தில் (கைரோ) ஒரு நிலையான பிழையின் விளைவாக வேகத்தில் இருபடி பிழை வளர்ச்சி மற்றும் நிலையில் ஒரு கன பிழை வளர்ச்சி ஏற்படுகிறது. செயல்திறன் பயன்பாட்டு வகைகளைப் பொறுத்து, மிகவும் பரந்த அளவிலான ஐ. எம். யூக்கள் உள்ளன, செயல்திறன் வரம்புடன்ஃ கைரோஸ்கோப்பிற்கான 0.1 டிகிரி/வி முதல் 0.001 டிகிரி/மணி வரை ஆக்ஸிலரோமீட்டர்களுக்கு 100 மி. கி முதல் 10 மைக்ரோ கிராம் வரை. ஒரு தோராயமான யோசனையைப் பெற, இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு ஒற்றை, திருத்தப்படாத ஆக்ஸிலரோமீட்டருக்கு, மலிவான (100 மி. கி. யில்) சுமார் 10 விநாடிகளுக்குப் பிறகு 50 மீட்டர் துல்லியத்தைக் கொடுக்கும் திறனை இழக்கிறது, அதே நேரத்தில் சிறந்த ஆக்ஸிலரோமீட்டர் (10 மைக்ரோமீட்டரில்) அதன் 50 மீட்டர் துல்லியத்தை இழக்கிறது. ஒரு நவீன மந்தநிலை அளவீட்டு அலகுக்குள் (ஐ. எம். யூ) உள்ள மந்தநிலை சென்சார்களின் துல்லியம் ஒரு மந்தநிலை வழிசெலுத்தல் அமைப்பின் (ஐ. என். எஸ்) செயல்திறனில் மிகவும் சிக்கலான தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. கைரோஸ்கோப் மற்றும் ஆக்ஸிலரோமீட்டர் சென்சார் நடத்தை பெரும்பாலும் பின்வரும் பிழைகளின் அடிப்படையில் ஒரு மாதிரியால் குறிக்கப்படுகிறது, அவை சரியான அளவீட்டு வரம்பு மற்றும் அலைவரிசையைக் கொண்டுள்ளன என்று கருதுகின்றனஃ ஆஃப்செட் பிழைஃ இந்த பிழையை நிலைத்தன்மை செயல்திறன் (சென்சார் மாறாத நிலைமைகளில் இருக்கும்போது சறுக்கல்) மற்றும் மீண்டும் நிகழ்தல் (இடையில் மாறுபட்ட நிலைமைகளால் பிரிக்கப்பட்ட ஒத்த நிலைமைகளில் இரண்டு அளவீடுகளுக்கு இடையிலான பிழை) அளவுகோல் காரணி பிழைஃ மீண்டும் நிகழ்தல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத காரணங்களால் முதல் வரிசை உணர்திறன் பிழைகள் தவறான சீரமைப்பு பிழைஃ அபூரண இயந்திர ஏற்றுதல் குறுக்கு அச்சு உணர்திறன் காரணமாகஃ சென்சார் அச்சுக்கு ஆர்த்தோகனல் அச்சில் வேண்டுகோள் மூலம் தூண்டப்பட்ட ஒட்டுண்ணி அளவீடுஃ விரும்பிய மாறும் செயல்திறன் சூழல் உணர்திறனைப் பொறுத்ததுஃ முதன்மையாக வெப்ப சாய்வு மற்றும் முடுக்கங்களுக்கு உணர்திறன் இந்த பிழைகள் அனைத்தும் ஒவ்வொரு சென்சாருக்கும் குறிப்பிட்ட பல்வேறு உடல் நிகழ்வுகளைப் பொறுத்தது இலக்கு வைக்கப்பட்ட பயன்பாடுகளைப் பொறுத்து மற்றும் சரியான சென்சார் தேர்வைச் செய்ய, குறுகிய மற்றும் நீண்ட கால அடிப்படையில் ஸ்திரத்தன்மை, மீண்டும் செய்யக்கூடிய தன்மை மற்றும் சுற்றுச்சூழல் உணர்திறன் (முக்கியமாக வெப்ப மற்றும் இயந்திர சூழல்கள்) தொடர்பான தேவைகளைக் கருத்தில் கொள்வது மிகவும் முக்கியம். பயன்பாடுகளுக்கான இலக்கு செயல்திறன் பெரும்பாலான நேரங்களில் ஒரு சென்சாரின் முழுமையான செயல்திறனை விட சிறந்தது. இருப்பினும், சென்சார் செயல்திறன் காலப்போக்கில் அதிகமாகவோ அல்லது குறைவாகவோ துல்லியத்துடன் மீண்டும் மீண்டும் செய்யக்கூடியது, எனவே அதன் செயல்திறனை மேம்படுத்த மதிப்பீடு செய்து ஈடுசெய்ய முடியும். இந்த நிகழ்நேர செயல்திறன் மேம்பாடு சென்சார்கள் மற்றும் IMU மாதிரிகள் இரண்டையும் அடிப்படையாகக் கொண்டது. இந்த மாதிரிகளுக்கான சிக்கலானது பின்னர் தேவையான செயல்திறன் மற்றும் கருதப்படும் பயன்பாட்டின் வகைக்கு ஏற்ப தேர்ந்தெடுக்கப்படும். இந்த மாதிரியை வரையறுக்கும் திறன் சென்சார்கள் மற்றும் IMU உற்பத்தியாளர்களின் அறிவின் ஒரு பகுதியாகும். சென்சார்கள் மற்றும் ஐ. எம். யூ மாதிரிகள் தொழிற்சாலைகளில் பல அச்சு டர்ன்டேபிள்கள் மற்றும் காலநிலை அறைகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு பிரத்யேக அளவுத்திருத்த வரிசை மூலம் கணக்கிடப்படுகின்றன. அவை ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட தயாரிப்புக்கும் அல்லது முழு உற்பத்திக்கும் பொதுவானதாக கணக்கிடப்படலாம். அளவுத்திருத்தம் பொதுவாக ஒரு சென்சாரின் மூல செயல்திறனை குறைந்தது இரண்டு தசாப்தங்களுக்கு மேம்படுத்தும். அசெம்பிளி உயர் செயல்திறன் ஐ. எம். யூக்கள், அல்லது கடுமையான நிலைமைகளின் கீழ் செயல்பட வடிவமைக்கப்பட்ட ஐ. எம். யூக்கள், பெரும்பாலும் அதிர்ச்சி உறிஞ்சிகளால் இடைநிறுத்தப்படுகின்றன. இந்த அதிர்ச்சி உறிஞ்சிகள் மூன்று விளைவுகளில் தேர்ச்சி பெற வேண்டும்ஃ இயந்திர சூழல் கோரிக்கைகள் காரணமாக சென்சார் பிழைகளைக் குறைத்தல் சென்சார்களைப் பாதுகாக்கிறது, ஏனெனில் அவை அதிர்ச்சிகளால் சேதமடையக்கூடும் அல்லது அதிர்வுகள் ஒரு வரையறுக்கப்பட்ட அலைவரிசைக்குள் ஒட்டுண்ணி ஐ. எம். யூ இயக்கத்தைக் கொண்டுள்ளன, அங்கு செயலாக்கம் அவற்றை ஈடுசெய்ய முடியும். இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட ஐ. எம். யூக்கள் கடுமையான சூழல்களுக்கு சமர்ப்பிக்கப்பட்டாலும் கூட மிக உயர்ந்த செயல்திறனை வழங்க முடியும். இருப்பினும், அத்தகைய செயல்திறனை அடைய, மூன்று முக்கிய விளைவு நடத்தைகளை ஈடுசெய்வது அவசியம்ஃ கோனிங்ஃ இரண்டு ஆர்த்தோகனல் சுழற்சிகள் ஸ்கல்லிங் மூலம் தூண்டப்பட்ட ஒரு ஒட்டுண்ணி விளைவுஃ ஒரு சுழற்சி மையவிலக்கு முடுக்கம் விளைவுகளுக்கு முடுக்கம் ஆர்த்தோகனல் மூலம் தூண்டப்பட்ட ஒரு ஒட்டுண்ணி விளைவு. இந்த பிழைகளைக் குறைப்பது IMU வடிவமைப்பாளர்களை செயலாக்க அதிர்வெண்களை அதிகரிக்கத் தூண்டுகிறது, இது சமீபத்திய டிஜிட்டல் தொழில்நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதை எளிதாக்குகிறது. இருப்பினும், இந்த பிழைகளை ரத்து செய்யக்கூடிய வழிமுறைகளை உருவாக்குவதற்கு ஆழமான மந்தமான அறிவு மற்றும் சென்சார்கள்/ஐ. எம். யூ வடிவமைப்புடன் வலுவான நெருக்கம் தேவைப்படுகிறது. மறுபுறம், சஸ்பென்ஷன் IMU செயல்திறனை அதிகரிக்க வாய்ப்பிருந்தால், அது அளவு மற்றும் வெகுஜனத்தில் ஒரு பக்க விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. வயர்லெஸ் IMU என்பது WIMU என்று அழைக்கப்படுகிறது. மேலும் காண்க குறிப்புகள் விமானக் கருவிகள் மந்தமான வழிசெலுத்தல் வழிசெலுத்தல் உபகரணங்கள்