Trägheitsmesseinheiten
Hochpräzise Messungen der Nick-, Roll- und Gierrate mit drei branchenführenden Gyroskopen sowie der XYZ-Beschleunigung.
Die Standard IMU05 verfügt über drei Präzisions-Gyroskope und misst Roll-, Wank- und Gierraten mit einer beeindruckenden Bias-Stabilität von 1,2° pro Stunde. Das S-Modell (IMU05-S) mit drei MEMS-Hochpräzisions-Gyroskopen erreicht eine Bias-Stabilität von nur 0,8°/Std.
Beide Modelle können als eigenständiger Sensor oder zusammen mit einem VBOX-Datenlogger verwendet werden, mit einfachen Anschluss- und Konfigurationsoptionen über CAN- oder serielle Schnittstellen.
Messdaten der IMU können nahtlos mit den GNSS-Daten einer VBOX 3i oder VBOX 4 integriert werden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der VBOX bei unterbrochenem GNSS-Signalempfang zu verbessern.
Hohe Genauigkeit
Die Verwendung einer synchronen 32-Bit-Abtastung für jeden der internen Sensoren sorgt für ein hohes Maß an Genauigkeit mit einer Winkelgeschwindigkeitsauflösung von 2,5 x 10-10 °/s und einer Beschleunigungsauflösung von 5 x 10-14 g.
Geringer Drift/ Bias
Die Stabilität einer IMU05-S im Laufe einer Stunde liegt bei 0,8 Grad (1.2°/h für IMU05), was eine sehr hohe Lagegenauigkeit sichert.
GNSS-Integration
Als Trägheitsnavigationssystem (INS) können die Daten der IMU nahtlos mit den GNSS-Daten einer VBOX 3i oder VBOX 4 integriert werden, um eine genaue Position, Geschwindigkeit und Fahrzeugausrichtung zu gewährleisten, selbst wenn der Empfang von Satellitensignalen unterbrochen oder beeinträchtigt wird.
Wasserfest
Die IMU ist mit einem spritzwassergeschützten Gehäuse ausgestattet, das für eine begrenzte Eintritts-IP von 65 ausgelegt ist. Diese steigt auf IP67, wenn nicht verwendete Steckverbinder mit Lemo-Blindstopfen verschlossen werden. Hierdurch ist die IMU ideal für den Einsatz auf Booten oder in rauer Umgebung.
Konfiguration über CAN-Bus
Bei Verwendung als eigenständiger Sensor kann die IMU05 einfach über eine CAN- oder eine serielle Schnittstelle angeschlossen und konfiguriert werden.
Interne Temperaturkompensation
Die IMU ist vollständig auf Temperatureffekte, Skalierungsfaktor-, Vorspannung- und Fehlausrichtungsfehler kalibriert. Es hat eine verbesserte Kalibrierung und Stabilität gegenüber Vorgängermodellen.
IMU05
1,2°/ Std Bias-Drift- ±450°/s Winkel Geschwindigkeitsbereich in jeder Achse
- ±4 g Beschleunigungsbereich in jeder Achse
- Interne Temperaturkompensation
- 2,5 x 10 -10°/s Winkelgeschwindigkeitsauflösung
- 5 x 10 -14 g Beschleunigungsauflösung
- CAN oder serielle Schnittstelle
- 0,02° RMS Nick-/Rollwinkel mit VBOX 4
- 0,1° RMS Gierwinkel mit VBOX 4
- IP65/IP67 mit Lemo-Blanking Stecker
IMU05-S
- 0,8°/ Std Bias-Drift
- ±450°/s Winkel Geschwindigkeitsbereich in jeder Achse
- ±10 g Beschleunigungsbereich in jeder Achse
- Interne Temperaturkompensation
- 2,5 x 10 -10°/s Winkelgeschwindigkeitsauflösung
- 6 x 10 -13 g Beschleunigungsauflösung
- CAN oder serielle Schnittstelle
- 0,013° RMS Nick-/Rollwinkel mit VBOX 4
- 0,07° RMS Gierwinkel mit VBOX 4
- IP65/IP67 mit Lemo-Blanking Stecker
Die Verwendung eines hochempfindlichen und schnellen GNSS-Empfängers ermöglicht die genaueste Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit, solange eine einwandfreie Sicht zum Himmel gewährleistet ist.
Probleme treten auf, wenn Gebäude oder Bäume in der Nähe der Teststrecke die Sicht versperren. Wird das GNSS-Signal zeitweise unterbrochen, entstehen Ausreißer in den Messdaten – eine unvorteilhafte Situation, wenn Sie auf ein sauberes Geschwindigkeitssignal angewiesen sind.
Um auch bei ungünstigen Empfangsverhältnissen eine hohe GPS-Genauigkeit sicherzustellen, integriert Racelogic die Daten einer Trägheitsmesseinheit (IMU) mit denen des GPS.
Durch die Kombination von GNSS- und Inertialdaten aus drei Drehratensensoren und drei Beschleunigungssensoren werden gleichmäßigere und verlässlichere Daten generiert. Die GNSS/INS-Integration gleicht GNSS-Datenausfälle aus und erhält die hohe Genauigkeit der VBOX.
Bremswegmessung mit IMU-Integration
Die Durchführung von Bremstests an Fahrzeugen mit großer Bauhöhe und langen Federungswegen kann zu Überschwingungen der Geschwindigkeitsdaten führen, weil die Messung weit oben auf Dachhöhe erfolgt, wo die GPS-Antenne befestigt ist. Bei der Erstbetätigung der Bremsen gibt es auf Dachhöhe eine stärkere Änderung der Geschwindigkeit als am tiefer liegenden Masseschwerpunkt des Fahrzeugs („COG“).
Die Integration einer VBOX IMU mit einer VBOX 3i oder VBOX 4 kann jedoch dazu genutzt werden, um diesem „Hebelarmeffekt“ entgegenzuwirken. Durch die Kombination von IMU- und GPS-Daten kann das Überschwingen der Geschwindigkeitsdaten kompensiert werden, wodurch ein konsistenter Bremstest bis zum Stillstand durchgeführt werden kann.
Die Kompensationsmaßnahmen für den „Hebelarmeffekt“ unterstützen Testingenieure nicht nur bei Bremstests, sondern auch bei weiteren hochdynamischen Fahrmanövern. Bei der Schräglaufwinkelmessung kann ein Überschwingen der Geschwindigkeit auftreten, wenn die Antenne auf ihrem Weg einen größeren Bogen beschreibt als der Masseschwerpunkt des Fahrzeugs beim Einlenken. Fahrmanöver wie z. B. der Spurwechsel können durch eine IMU-Integration und Hebelarmkompensation positiv beeinflusst werden.
Diese Abbildung zeigt, dass Punkt A weiter ausschwingt als Punkt B und einen größeren Weg als zurückgelegt.
Dieser Graph zeigt, dass Punkt A einen größeren Weg als Punkt B zurückgelegt hat.
Die einfachste Methode die IMU05 anzubringen, ist die Montage auf dem Fahrzeugdach, direkt unter der GPS-Antenne.
Eine speziell entwickelte IMU-Dachhalterung ermöglicht die sichere Anbringung der IMU im maßgeschneiderten Gehäuse, während die magnetische Basis die IMU sicher auf dem Dach befestigt.
Die Antenne kann dann direkt auf der IMU-Dachhalterung platziert oder verschraubt werden (RLACS340 für Magnetantennen), sodass die Datenquellen am selben Punkt gemessen werden können.
Durch die gleichzeitige Positionierung der Antenne und der IMU auf dem Dach des Fahrzeugs muss der Abstand zwischen beiden nicht wie in einer Standardeinstellung gemessen werden, sodass nur die erforderliche Übersetzung - normalerweise - zum Schwerpunkt des Fahrzeugs verbleibt. Diese Methode ist einfacher und weniger anfällig für menschliche Messfehler. Das Zusammenlegen der Antenne mit der IMU verbessert auch die Leistung des Kalman-Filters erheblich.
Bei Verwendung eines Fahrzeugs mit einem NE-Dach wie Aluminium, Kohlefaser oder Glas (Schiebedach) ist eine zusätzliche Saughalterung neben der magnetischen IMU-Halterung erforderlich.
Mit ihren drei Kontaktpunkten sorgt die Vakuum-Stativhalterung (RLACS342) für eine sehr stabile Befestigung und reduziert IMU-Vibrationen, die möglicherweise vom Fahrzeugdach übertragen werden.
Die verstellbaren Hebelarme ermöglichen das Nivellieren der IMU auf einem nicht flachen Dach, während die Montagemöglichkeiten am Fahrzeug erweitert werden. Sie können beispielsweise die Halterung teilweise oder vollständig auf dem Glasdach eines Coupés befestigen, wenn Sie versuchen, eine größere Antennentrennung in einem Doppelantennen-Setup zu erzielen.
Wenn Sie mit einer Doppelantenne testen und eine maximale Antennentrennung anstreben*, ermöglicht die Verwendung eines Dachmontagestabs (RLACS171) in Kombination mit der IMU-Halterung mit Eisenplatte (RLACS341) eine schnelle und präzise Ausrichtung der Antennen.
Ein zusätzliches Paar Polsaugarme wird mitgeliefert, um die IMU auf dem Dach zu stabilisieren.
*Die maximale Antennentrennung verbessert die Genauigkeit der Schräglaufwinkelmessung.
2) Nutzung des Racelogic-Montagearms
Wenn eine Befestigung auf dem Fahrzeugdach nicht möglich ist, dann kann die IMU auch im Fahrzeug angebracht werden. Eine flexible Möglichkeit bietet die Verwendung des Racelogic-Montagearms (RLACS212-v2). Der dreiteilige Teleskopstiel kann auf eine Länge von 70 bis 150 cm angepasst werden, weitere 20 cm können über die Ausfuhr der Dachbefestigung mithilfe eines Druckhebels erreicht werden.
Beide Seiten sind über ein Gelenk mit einer 8x13 cm großen Endplatte verbunden, um für unebene Oberflächen vorzusorgen. Der Montagearm presst gegen die IMU am Boden und das Fahrzeugdach und stellt somit eine stabile Befestigung sicher.
Die IMU kann an der zusätzlichen IMU-Stangenhalterung (RLACS294) angeschraubt werden, die fest um die Stange sitzt.
3) Fester Einbau
Es ist möglich, die IMU fest am Fahrzeugboden zu befestigen. Stellen Sie hierbei sicher, dass die IMU wie in der Abbildung unten in Fahrtrichtung und parallel zum Boden montiert wird.
Für beste Ergebnisse montieren Sie die IMU und GNSS-Antenne so nah zusammen wie möglich. Schrauben Sie, zum Beispiel, die IMU an die Sitzschiene und positionieren Sie die GPS-Antenne direkt darüber auf dem Dach.
Der Abstand zwischen GNSS-Antenne und IMU muss mit einer Genauigkeit von +/- 5 cm gemessen werden. Die manuellen Messergebnisse können entweder über VBOX Test Suite > VBOX Setup oder VBOX Manager eingegeben werden.
