지구의 자전과 공전이 보정된 짐벌락이 없는 6축 자이로 센서 개발키트

본 제품은 지구의 자전과 공전이 보정된 짐벌락이 없는 6축 자이로 센서 개발키트입니다.

 

본 제품은 앞서서 공개하여 판매중인 짐벌락 없는 YAW PITCH ROLL 출력 6축 자이로 센서 개발 키트앞서서 공개한 6축 자이로 센서 개발키트의 (https://www.nano-i.com/sales/1276647) YAW PITCH ROLL 각도 중 YAW 각도가 지구의 자전 방향으로 회전하지만, 본 제품은 지구의 자전과 공전의 역방향으로 보정하여 정지되어 있을 때 YAW 각도가 지구의 자전 방향으로 회전하지 않도록 보정하였습니다.

 

오래 전 부터 먼 거리를 항해하는데 사용되어진 나침반은 자북 방향을 가르켜 항해하는 선박의 길을 인도하는 역할을 해왔습니다. 나침반은 자북 방향을 가르켜 주지만 자이로스코프는 진북 방향을 알려주는데 사용됩니다. 고전적인 자이로스코프로는 회전하는 스핀들의 회전축이 각운동량 보존 법칙으로 인하여 우주의 절대 좌표계에서 우주의 어느 한 점 방향을 알려줄 것입니다. 역시 위도 경도를 보정하고 지구의 자전과 공전을 보정하는 복잡한 수식과 방정식을 풀어 다시 진북 방향을 알려주어야 하며, 실제로 선박이나 항공기의 운항에 사용되어 왔습니다.

 

 

 

앞서서 공개한 6축 자이로 센서 개발키트의 (https://www.nano-i.com/sales/1276647) YAW PITCH ROLL 각도 중 YAW 각도가 지구의 자전 방향으로 회전하지만, 본 제품은 지구의 자전과 공전의 역방향으로 보정하여 정지되어 있을 때 YAW 각도가 지구의 자전 방향으로 회전하지 않도록 보정하였습니다.  

지구의 회전 각속도는 0.00007291159 rad/sec 의 각속도로 자전을 하고 0.000000032 rad/sec 의 각속도로 태양 주위을 공전하고 있습니다. 본 제품은 이러한 자전과 공전의 역회전을 적용하였고, 또한 실험적으로 보정하였습니다. 지표면에서 정지하고 있는 자이로센서의 YAW 방향의 각도는 정확하게 위 그림과 같이 위도에서의 각속도로 회전하는 모습을 보여야 하나 지구의 자전의 영향으로 드리프트가 있는 관계로 보정 팩터를 넣어서 보정하였습니다.

 

격렬한 움직임에서는 지자기 센서가 없으므로 누적 오차가 발생하나 느린 움직임에서는 꽤 쓸만 합니다.

 

 

연락처 : 010-4293-9577,   e-mail : nano@nano-i.com

 

 

 

 

***응용 분야 : 지자기 센서가 들어갈 수 없는 환경 (자성에 민감한 금속 환경 및 지하 매설물 ) 의 로봇, 건설 장비 (굴삭기의 작업 관절의 각도 표현..), 기계 장치, 기타

 

제품 구성 내용 : 6축 자이로 센서 모듈 및 아두이노 MCU 배선 조립품

 

아래는 영상과 함께 제품에 대한 설명을 하고 있습니다.

 

 

 

 

2. 아래는 위 동영상에서 표현되는 출력 데이터에 대한 설명입니다.

 

가) YAW PITCH ROLL

 

YAW : 360도 전방위 표현 가능한데 동서남북의 회전 위치를 표현하여 길의 방향을 잃어버리지 않게 합니다. 본 MPU6050 센서에는 지자기 센서가 없어도 지구의 자전과 공전의 역방향 보정과 위도에서의 지표면의 상대 회전 각속도를 보정하여 정지 상태에서의 YAW 각도의 회전이 없도록 하였습니다. (단 급격히 움직이는 환경에는 YAW 각도는 누적 오차가 발생됩니다.)

PITCH : 0~180도 (위로), 0~-180도 (아래로) 표현되며, 관절의 각도 등을 표현할 때 쓰입니다. ROLL 각도가 주어진 상태(예: 장비가 기울어진 상태) 에서도 피치각을 정확하게 표현합니다.

ROLL : 장비가 수평면 대비 어느 정도로 좌우로 기울어져 있는지 여부를 알 수가 있으며, 좌로 90도 (0~90) 오른쪽으로 90도 (0~-90), 합하여 180도 표현 가능합니다.

 

주변의 자성에 만감한 자석 등 지자기 센서를 사용할 수 없을 때, 예를 들면 굴삭기 등 장비에 자석을 달아서 자이로 센서를 부착하는 용도 등으로 사용됩니다.

 

YAW (회전축 : Z)	PITCH (회전축 : Y)	ROLL (회전축 : X)

 

 

나) 각도 표현 능력이 0.01 도가 가능함을 보여주고 있습니다.