Introduction

MEMS IMU에서 획득되는 가속도계와 자이로 센서의 측정값은 매 측정마다 일정하게 유지되는 정규오차(deterministic)와 확률적 특성을 갖는 불규칙 오차(random error)를 포함하고 있다.
정규 오차의 주요 원인으로는 가속도계와 자이로의 바이어스 오차와 환산계수 오차, 비정렬 오차 등이 있으며 이러한 오차들은 IMU 다위치 시험(multi position test)을 통해 그 오차 계수를 추정한 후 항법 알고리즘 수행 전에 정규 오차 보상 알고리즘에서 보상해 주어야 한다. 반면 불규친 오차는 시간에 따라 불규칙적으로 변화하므로 필터링 기법을 이용하여 확률적으로 가장 적합한 오차를 추정하여 보상한다.

여기서 소개할 내용은 MEMS 센서에 온도보상을 실시하고 레이트 테이블(rate table)을 이용하여 센서 바이어스 및 환산계수 추정이다.

센서 온도 보상 알고리즘 개발

• 일반적으로 저가형 관성센서는 온도에 의해 큰 오차가 발생한다. 그러므로 온도 센서로 측정한 온도를 이용하여 자이로와 가속도계 , 지자기 센서 데이터를 보정해주어야 한다.
• 이를 센서 온도 보상이라고 하며, 수행과정과 결과는 그림 1~2과 같다.
• 보상 결과를 보면 알 수 있듯이 센서의 바이어스가 온도에 따라 선형적 또는 고차 다항식으로 표현 됨을 알 수 있다.