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3DMシリーズ

慣性計測装置(IMU)3DM-GX5-45

GNSS支援型 慣性ナビゲーションシステム(GNSS/INS)

マルチ・コンステレーションGNSS 統合型。

⾼いノイズ耐性で卓越した性能を備えた超⼩型インダストリアルグレードのオールインワン・慣性ナビゲーションシステムです。

インダストリアルグレードを誇る慣性センサー3DM-GX5 シリーズは、3軸慣性計測、姿勢とナビゲーションの幅広いソリューションを提供します。

中でも3DM-GX5-45 のオールインワンのナビゲーションシステムは、GPS やGLONASS、BeiDou、Galileo 衛星を利⽤する⾼性能のマルチコンステレーションレシーバーを統合した慣性ナビゲーションシステムです。センサー計測は、⾼精度のデータ出⼒のため全使⽤温度で完全にキャリブレーション、温度補正済みで直交座標系に対し数学的なアラインメントが⾏われています。ダイナミックな条件下でも⾃動適応推定フィルタのアルゴリズムにより⾮常に正確に計算された出⼒を⽣成します。補正オプションには、磁気異常、ジャイロと加速度計のノイズ、ノイズ効果の⾃動補正が含まれます。

計算された出⼒にはピッチ、ロール、ヨー、ヘディング、位置、速度とGNSS が含まれ、これにより完全なGNSS/INS(GNSS ⽀援型慣性ナビゲー

ションシステム)ソリューションを提供します。⾶躍的な進歩を遂げたMEMS(Micro- Electro- Mechanical System)テクノロジーの採⽤により、

⾼精度、⼩型、軽量デバイスが実現しました。

3DM シリーズのMIP Monitor ソフトウェアでデバイスのコンフィグレーション、リアルタイムのデータモニタリング、データ取得が簡単に⾏えま

す。またカスタムのインターフェイス開発や簡単なOEM 統合のためのMIP Data Communications Protocol も⽤意しています。


~ 製品のハイライト ~

  • マルチ・コンステレーションGNSS レシーバーと先進的なMEMS センサーのテクノロジーの統合による⾼いパフォーマンスで、ダイレクトな慣性計測、計算された位置・速度・姿勢の出⼒を⼩さなパッケージで提供します。
  • 3軸の加速度計、ジャイロスコープ、磁⼒計、温度センサーと圧⼒⾼度計により、計測のクオリティーのための最適な組み合わせを実現します。
  • ダイナミックな位置、速度、及び姿勢を優れた推定を⾏う新しい⾃動適応型拡張カルマンフィルタ (EKF)を基板上のデュアルプロセッサで実⾏しています。

~ 特徴とメリット~

同クラスで最⾼のパフォーマンス

  • ⾼精度出⼒のための完全なキャリブレーション、温度補正、直交座標系に対する数学的なアライメント
  • ⾼性能で低ドリフトのジャイロ採⽤。
  • ノイズ密度:0.005°/sec/√Hz
  • VRE(振動整流誤差):0.001°/s/g2RMS
  • 低ノイズの加速度計採⽤ 25 ug/√Hz

 
 
使いやすさ

  • ⾃動の磁気センサーキャリブレーションと異常値の排除により、フィールドでのキャリブレーション
  • が不要
  • ⾞両のノイズと振動の⾃動補正
  • 包括的かつ完全な下位互換性の通信プロトコルによる簡単なインテグレーション

 
 
コストパフォーマンス

  • 独創的なソリューションで開発時間をカット
  • ボリュームディスカウント

 
 
アプリケーション

  • GNSS ⽀援型ナビゲーションシステム
  • プラットフォームの安定化、⼈⼯⽔平儀
  • 衛星アンテナ、レーダー、アンテナのポインティング

技術仕様

一般

統合されたセンサ 3軸加速度計、3軸ジャイロスコープ、3軸磁力計、高度計、温度計、GNSSレシーバー
データ出力 慣性計測ユニット (IMU) 出力:
加速度、角速度、磁場、周囲圧力, deltaTheta, deltaVelocity

演算出力:
拡張カルマンフィルタ (EKF): フィルタステータス、GNSSタイムスタンプ、LLH位置、NED速度、姿勢推定 (オイラー角、四元数、方位行列)、線&補正加速度、バイアス補正角加速度、気圧高度、ジャイロスコープおよび加速度計バイアス、スケールファクタと測定不確かさ、重力と磁器モデル、その他

相補フィルタ-Complementary Filter (CF): 姿勢推定 (オイラー角、四元数、方位行列)、stabilized northと重力ベクトル、GNSS 相関タイムスタンプ

GNSS: LLH位置、ECEF 位置と速度、NED 速度、UTC時間、GNSS時間 SV.GNSS プロトコル アクセスモード可能

慣性計測ユニット (IMU) センサ出力

加速度計

ジャイロスコープ

磁力計

計測レンジ ±8 g (標準)
±2 g、±4 g、±20 g、
±40 g (オプション)
300°/sec (標準)
±75、±150、
±900 °/sec (オプション)
±2.5 Gauss
ノンリニアリティ ±0.02 % fs ±0.02 % fs ±0.3 % fs
分解能 <0.1 mg <0.003°/sec
バイアス安定性 ±0.04 mg 8°/hr
慣性バイアスエラー ±0.002 g ±0.04°/sec ±0.003 Gauss
スケールファクタ安定性 ±0.03% ±0.05% ±0.1%
ノイズ密度 25 µg/√Hz (2 g) 0.005°/sec/√Hz
(300 dps)
100 µGauss/√Hz
アライメント誤差 ±0.05° ±0.05° ±0.05°
調整可能帯域 225 Hz (max) 250 Hz (max)
温度範囲内オフセットエラー 0.06% (typ) 0.04% (typ)
温度範囲内ゲインエラー 0.03% (typ) 0.03% (typ)
スケールファクタノンリニアリティ(@ 25° C) 0.02% (typ)
0.06% (max)
0.02% (typ)
0.06% (max)
±0.0015 Gauss
振動による誘導ノイズ 0.072°/s RMS/g RMS
振動による整流誤差(VRE) 0.001°/s/g^2 RMS
IMUフィルタリング sigma-delta 広帯域デジタル・アンチエイリアシング・フィルタからデジタル平均化フィルタ(ユーザー調整可)物理単位にスケーリング、1 kHzコーニング&スカリング演算
サンプリングレート 1 kHz 4 kHz 50 Hz
IMUデータ 出力レート 1 Hz to 500 Hz (標準モード)、1 Hz to 1000 Hz (センサダイレクトモード)

気圧高度計

レンジ -1800 m to 10,000 m
分解能 < 0.1 m
ノイズ密度 0.01 hPa RMS
サンプリングレート 25 Hz

演算値

位置精度 ±2 m RMS 水平, ± 5 m RMS 垂直 (typ)
速度精度 ±0.1 m/s RMS (typ)
姿勢精度 EKF出力: ±0.25° RMS ロールとピッチ、±0.8° RMS ヘディング (typ)
CF 出力: ±0.5° RMSロールとピッチ、±2° RMS ヘディング (typ)
姿勢機首レンジ 360° 全軸
姿勢分解能 < 0.01°
姿勢再現性 0.2° (typ)
演算更新レート 500 Hz
演算データ出力レート EKF出力: 1 Hz to 500 Hz
CF出力: 1 Hz to 500 Hz

Global Navigation Satellite System (GNSS) 出力

レシーバタイプ 72‐チャンネル GPS/QZSS L1 C/A、GLONASS L10F、BeiDou B1、SBAS L1 C/A:WAAS、EGNOS、MSAS、Galileo E1B/C
GNSSデータ出力レート 1 Hz to 4 Hz
初回測位時間 コールドスタート: 27 秒、再取得: 1 秒、
ホットスタート: <1 秒
感度 追跡: -164 dBm、コールドスタート: -147 dBm、ホットスタート: -156 dBm
速度精度 0.1 m/sec
ヘディング精度 0.5°
水平位置精度 GNSS: 2.5 m CEP SBAS: 2.0 m CEP
タイムパルス信号精度 30 nsec RMS
< 60 nsec 99%
加速度限度 ≤ 4 g
高度限度 No limit
速度限度 500 m/sec (972 knots)

動作パラメータ

通信 USB 2.0 (フルスピード)
RS232 (9,600bps to 921,600bps、デフォルト 115,200)
電源 +4 to + 36 V dc
電力消費 700 mW (typ), 800 mW (max)
動作温度 -40 °C to +85 °C
機械的衝撃限度 500 g (キャリブレーションには影響なし)、1000 g (バイアスが変わる可能性)、5000 g (耐性)
平均故障間隔 (未定)

物理的仕様

サイズ 44.2 mm x 36.6 mm x 11 mm
重量 20 グラム
筐体材料 アルミニウム
規格適合 RoHS、CE

インテグレーション

コネクタ データ/電源 出力: マイクロ-DB9
GNSSアンテナ: MMCX type
ソフトウェア MIP Monitor、MIP Hard and Soft Iron Calibration、Windows XP/Vista/7/8/10 互換
互換性 プロトコル互換: 3DM-GX3、GX4、RQ1、GQ1、GX5
ソフトウェア開発キット(SDK) MIP データコミュニケーション・プロトコル、サンプルコード (OS とプラットフォームによる)

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