관성측정장치(Inertial Measurement Unit) 와 관성항법체계 (Inertial Navigation System)

1. 개요

관성측정장치(Inertial Measurement Unit, IMU)와 관성항법체계(Inertial Navigation System, INS)는 모두 항공기나 우주선 등의 이동체에서 위치, 속도, 방향 등의 정보를 제공하기 위한 장비입니다.
 

2. 관성측정장치

IMU는 가속도계와 자이로스코프 등의 센서를 포함하는 장치로, 이동체의 가속도와 각 가속도를 측정하여 위치, 속도, 방향 등의 정보를 계산합니다. 가속도계는 이동체의 가속도를 측정하는 센서이고, 자이로스코프는 이동체의 회전 속도를 측정하는 센서입니다. 이러한 센서들은 IMU 내부에서 서로 보정되어 사용됩니다.

IMU (Inertial Measurement Unit)의 주요 특징은 다음과 같습니다.

① 고정밀 센서: IMU는 고정밀 가속도계와 자이로스코프 등의 센서를 포함하고 있어 매우 정밀한 측정이 가능합니다. 이러한 센서들은 IMU 내부에서 서로 보정되어 사용됩니다.
② 자체 보정 기능: IMU는 자체 보정 기능을 갖고 있어 사용자가 보정을 하지 않아도 됩니다. 이는 사용자가 측정 값에 대한 보정 오차를 줄일 수 있습니다.
③ 작은 크기: IMU는 작은 크기를 갖고 있어 이동체나 로봇, 드론 등의 작은 용도에도 사용될 수 있습니다.
④ 높은 신뢰성: IMU는 전자기 잡음, 진동, 충격 등의 외부 영향으로부터 영향을 받지 않아 높은 신뢰성을 가집니다.
⑤ 실시간 센싱: IMU는 센서에서 측정한 값을 실시간으로 계산하여 사용자가 즉시 결과를 확인할 수 있습니다.
⑥ 다양한 용도: IMU는 항공기, 우주선, 자동차, 드론, 증강현실 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다.

IMU는 정밀한 측정을 통해 이동체의 위치, 속도, 방향 등의 정보를 제공하여 다양한 분야에서 활용되고 있습니다.

 

3. 관성항법장치

INS는 IMU와 추가적인 정보를 결합하여 이동체의 위치, 속도, 방향 등의 정보를 계산합니다. INS는 IMU의 측정 값에 GPS(Global Positioning System) 등의 외부 정보를 결합하여, 이동체의 이동 경로를 추적합니다. INS는 GPS 신호가 차단되거나 불안정할 때도 사용할 수 있기 때문에 항공기나 우주선 등의 이동체에서 널리 사용됩니다.
 

관성항법장치(INS, Inertial Navigation System)의 주요 특징은 다음과 같습니다.

① 높은 정확도: INS는 자이로스코프와 가속도계를 이용하여 자동차, 항공기, 우주선 등의 이동체의 위치, 속도, 방향 등을 매우 정확하게 측정할 수 있습니다.
② 독립적인 운용: INS는 외부 환경의 영향을 받지 않고, 자체적으로 운용이 가능합니다. GPS 신호의 손실이나 불안정한 신호 상황에서도 정확한 측정이 가능합니다.
③ 실시간 센싱: INS는 실시간으로 센서에서 측정한 값을 계산하여 사용자가 즉시 결과를 확인할 수 있습니다.
④ 비행경로 추적: INS는 항공기와 같은 이동체에서 사용되면 비행 경로를 추적하여 자동 조종 기능을 수행할 수 있습니다.
⑤ 높은 신뢰성: INS는 복잡한 외부 환경에서도 정확한 측정 결과를 보장하여 항공기, 우주선, 잠수함 등 극한 환경에서도 신뢰성을 보장합니다.
⑥ 비교적 높은 비용: INS는 고정밀한 센서를 사용하고, 많은 계산과 보정이 필요하기 때문에 비용이 비교적 높습니다.

INS는 항공기, 우주선, 잠수함 등과 같이 극한 환경에서 정확한 정보를 제공해야 하는 분야에서 매우 유용하게 사용되고 있습니다.
 

4. 관성측정장치(IMU) vs 관성항법장치(INS)

IMU와 INS는 모두 이동체의 위치, 속도, 방향 등의 정보를 제공하기 위한 장비이지만, INS는 IMU와 GPS 등의 외부 정보를 결합하여 보다 정확하고 안정적인 정보를 제공합니다. INS는 IMU보다 비교적 높은 가격이 필요하며, GPS 신호가 차단되거나 오차가 발생할 경우에도 INS의 성능이 저하될 수 있습니다.
다음은 관성측정장치(IMU)와 관성항법체계(INS)를 비교한 표입니다.

	관성측정장치(IMU)	관성항법체계(INS)
센서종류	가속도계, 자이로스코프, 자기력계	IMU+GPS 등의 정보
출력	Roll, Pitch	X, Y
측정정확도	보통	INS 정보와 결합하여 높음
비용	비교적 낮음	비교적 높음
성능저하요인	센서오차, 드리프트	GPS 신호 차단, GPS 오차