이번 달의 블로그는 최근 자동차 쇼에서 엔지니어와 나눈 대화에 관한 것입니다. 엔지니어들은 당사가 환경 설정 파일 작성 시 생산되는 측정값의 정확도를 확인하도록 사용자에게 요청하는 이유를 궁금해했습니다. 구체적으로 말하자면, 엔지니어들은 대부분의 사람이 훨씬 더 정확하게 측정할 수 있음에도 불구하고 왜 기본 정확도가 10cm인지를 알고 싶어 했습니다. 사실 이 두 가지는 굉장히 좋은 질문입니다.
배경
우선 지금 이야기하고 있는 것이 정확히 무엇인지 설명하겠습니다. 관성 내비게이션 시스템(INS) 중 하나를 사용하려면 먼저 환경 설정을 업로드해야 합니다. 환경 설정은 NAVconfig 프로그램에 의해 INS에 생성 및 업로드되는 파일(기술적으로는 여러 파일이지만 INS로 저장되어 하나로 전송됨)입니다. 환경 설정 파일에 포함된 정보는 다음과 같습니다.
- 어떤 기능을 사용하도록 설정하고 시스템이 어떻게 작동해야 하는지
- 차량에 설치하는 방법과 IMU 관련 특정 환경 설정 요소가 있는 위치
또한, 시스템 설치 방법과 안테나 등의 구성 요소가 IMU 측정 원점을 기준으로 하는 위치 관련 측정값으로 사용자가 측정 허용 오차를 지정해야 합니다.
허용 오차의 필요성
대부분의 사용자가 1~2mm 이내로 정확하게 측정할 수 있음에도 불구하고 10cm의 기본 허용 오차를 사용하는 이유가 무엇인지 궁금하십니까? 일단은 차량 주위에서 작업 시 필요한 측정값을 얻기가 어려울 수 있기 때문입니다. INS는 부팅에 설치될 수 있습니다(보기 어려운 경우 등). 즉, IMU 원점과 지붕 앞면에 장착된 안테나 사이의 수직 거리를 측정하는 것은 어렵습니다. 그런데도, 어떤 값은 정확한 값의 1~2cm의 오차 내에 있을 수 있습니다. 그렇다면 왜 굳이 10cm인지 궁금하실 겁니다.
기본 안테나의 위치 정의 시 사용하는 등, 여유 있는 오차 허용에 대한 이유는 또 있습니다. 바로, INS가 사용자가 측정하는 것보다 훨씬 더 정확하게 작동하므로 굳이 사용자에게 정확한 위치를 요구하지 않는 것입니다. 그럼에도 불구하고 안테나가 장착될 수 있는 곳이 많으므로 이러한 방식은 계산 집약적이기도 합니다. 대신, 시스템은 검색을 제한해야 하는 가상 큐브를 정의하는데 사용자의 도움을 필요로 합니다. 따라서, NAVconfig 내에서 안테나의 위치를 설정하고 ±10cm의 기본 허용 오차를 사용하면 INS가 솔루션의 영역을 20 x 20 x 20cm 큐브로 제한할 수 있습니다. 기본 안테나와 보조 안테나 사이의 거리(사용되는 경우)는 예외입니다. 이러한 경우, 가능한 한 3mm 이내로 정확하게 측정되어야 합니다.
정확도의 필요성
그렇다면 왜 이렇게 귀찮을 정도로 정확한 측정이 필요한지 궁금하십니까? 그냥 0에 모두 두고 ±5m에 허용 오차를 설정하면 안되는지와 결국 대부분의 자동차와 밴도 포함되는 충분한 검색 영역이어야 되는 건 아닌지 궁금하지 않으십니까? 당연히, 그렇게 할 수도 있습니다! 그러나 이러한 경우, INS가 표시된 정확도에 도달하기까지는 매우 오랜 시간이 걸린다는 것을 명심해야 합니다. 동시에, 허용 오차에 대해 너무 엄격하거나 또는 차이 나는 측정값에 대해서도 주의해야 합니다.
예를 들어, 안테나 위치를 1mm 이내로 측정했다고 가정해 보겠습니다. NAVconfig에서 허용값을 0.001m 이내로 설정하면 안테나의 중심이 반드시 공간에서 특정 8 입방 밀리미터의 범위 내 어딘가에 있다는 것을 INS가 보장합니다. 하지만 사용자가 밖으로 나갔다고 가정해 봅시다. 아주 약간이라도 말입니다. 이러한 경우 사용자는 위치 X에 대한 지나친 확신이 있었기 때문에, 시스템은 안테나에 대한 좋은 솔루션을 찾을 수 없을 것입니다. 따라서, 다시 긴 대기 시간을 준비해야 할 것입니다.
환경 설정에 대한 신뢰도
해당 정보를 사용하여 다음 환경 설정 구성은 대부분의 오류를 허용할 수 있는 기본 허용 오차로 남겨 두는 것을 권장합니다. 또는, 특히 확신할 수 없으며 시스템이 출력 정확도를 달성하는 데 시간이 조금 걸려도 괜찮다면, 허용 오차를 약간 올릴 수도 있습니다.
