2026-08-25
工場内では、車両が道路を走行する際に利用される衛星信号は受信できません。屋根や鉄骨構造、ラックなどが信号を遮断してしまうからです。しかし、工場フロアで稼働する機械は、自らがどのように動いているかを把握する必要があります。例えば、シャーシがどれだけ回転したか、荷重によってマストが傾いていないか、部品を取り出す際のロボット本体の向きはどうなっているか、といった情報です。 そのデータは搭載センサーから取得する必要があり、1シフトを通じて安定した状態を維持しなければなりません。当社のCHCNAV CI-710高精度MEMS IMUは、まさにその任務のために設計されています。
最新のAGVや工場用ロボットは、外部の位置情報信号が限られている、あるいは利用できない環境において、安全かつ効率的に動作するために、ナビゲーションおよび制御システムの一環として、正確な運動および姿勢のフィードバックに依存しています。屋外を走行する自律走行車両とは異なり、屋内を走行する機械は、加速、旋回、持ち上げ、および把持作業を行う際、安定した姿勢を維持しつつ、ラックや設備、移動する障害物を回避して走行しなければなりません。
産業用IMUは、車両コントローラが短期的な動きの変化を把握し、生産サイクル全体を通じて安定した制御を維持するために必要な、継続的な運動基準を提供します。
産業用車両やロボットにおいて、信頼性の高い運動基準を維持できるかどうかは、IMUがドリフトをどれだけ低減し、温度変化をどれだけ適切に補正し、リアルタイム制御のための高レートなデータを提供できるかにかかっています。
CI-710は、6自由度のMEMS慣性計測ユニットです。3軸の角速度、3軸の加速度、および温度を出力し、内蔵のVRUアルゴリズムによって、そのデータをキャリアのロール角およびピッチ角に変換します。 工場現場において、この装置により、AGVは2つのウェイポイント間でどれだけ旋回したかを追跡し、スタッカーはマストの傾きを検知し、検査ロボットはビジョンシステムが視覚情報を解析する前に自身の姿勢を把握することができます。これらはすべて衛星測位に依存しないため、屋内でも使用可能です。
産業用IMUが制御ループを維持できるかどうかは、2つの数値によって決まります。1つ目はジャイロのバイアス不安定性であり、マルチセンサーアレイによる校正により、CI-710ではこれを0.5°/hに抑えています。2つ目は、温度が変化した際にその数値がどのように変化するかです。 すべてのユニットは、-40°C～+85°Cの全動作温度範囲にわたってターンテーブル上で校正され、バイアス、スケール係数、非線形性、およびクロスカップリング誤差が補正されます。 シフト開始時には低温で、午後半ばには高温になるような作業場であっても、センサーの校正がずれることはなく、制御システムは熱ドリフトを補正するのではなく、機械の動きに追従します。
高速な機械には高速なデータが必要です。CI-710は、最大1500 Kbpsの速度でRS422差動ポートを介して通信を行い、1000 Hzで生のモーションデータを出力するように設定可能です。 このレートであれば、姿勢の変化が1～2ミリ秒以内にコントローラに伝達されます。これは、高速AMR、仕分けロボット、あるいは大型の自動クレーンにおける閉ループモーション制御に不可欠な要素です。 サンプリング速度が遅すぎると、直線走行時のジッター、旋回後のオーバーシュート、あるいはパレットの設置位置が数センチずれるといった問題として現場に現れます。
単一のセンサーだけで動作する自動化スタックはほとんどありません。LiDAR、カメラ、そして屋外での運用が必要な場合はGNSSも、すべて同じ推定アルゴリズムにデータを提供することができ、これらを融合させるかどうかは、主に各データのタイムスタンプが一致しているかどうかにかかっています。 内蔵の1PPS同期機能により、CI-710の出力は秒単位に同期され、すべてのデータストリームに共通の基準が提供されます。これにより、工場内でのSLAMマッピング、施設の自動測量、およびマルチロボット生産ラインにおいて、数ミリ秒のタイミング誤差が数センチメートルの位置誤差につながるような状況での、統合作業の多くが解消されます。
CI-710は、単一のペアではなく複数のジャイロスコープと加速度センサーを搭載しているため、1つのセンサーが故障してもデータ出力は継続されます。これは、24時間稼働するラインにおいて重要なポイントです。本製品は、稼働中のプラントにおける振動、衝撃、荷重による衝撃にも耐え、動作し続けるよう設計されています。 筐体はコンパクトで標準化されており、RS422インターフェースは主要な産業用コントローラがすでにサポートしている規格であるため、統合は開発プロジェクトというよりは、配線とプロトコルの設定作業で済みます。
自律システム内の専用の慣性センシング層として、CI-710は、以下のような幅広い産業用途を支える姿勢および運動データを提供します。
AGVや工場用ロボットにおいて、CI-710は中核となるモーションセンシングコンポーネントとして機能し、自律航行、ロボットの位置決め、およびリアルタイム制御に必要な姿勢および移動データを提供します。
慣性センシングは、このスタックを構成する層の一つです。機械が屋内と屋外を行き来する場合、当社のCGI-610デュアルアンテナGNSS/INSシステムおよびCGI-230自動車用グレードGNSS/INSシステムは、衛星測位と慣性計測を統合したナビゲーションソリューションを提供します。慣性航法の仕組みに関する解説記事では、これら2つのレイヤーの違いを説明しています。また、当社のナビゲーションおよび測位ソリューションでは、工場用車両からヒューマノイドロボットに至るまで、自律走行機械においてこれらの技術がどのように組み合わされているかを紹介しています。
CHC Navigation（CHCNAV）は、生産性と効率の向上を目的とした、高度なマッピング、ナビゲーション、測位ソリューションを開発しています。 地理空間、農業、機械制御、自律走行などの業界にサービスを提供するCHCNAVは、専門家の能力を高め、業界の発展を牽引する革新的な技術を提供しています。140カ国以上に拠点を展開し、2,200名以上の専門家からなるチームを擁するCHC Navigationは、地理空間業界をはじめとする幅広い分野において、リーダーとして認められています。 CHC Navigation [300627.SZ] に関する詳細については、https://navigation.chcnav.com/about/overviewをご覧ください。
CHCNAV CI-710
高精度MEMS慣性計測ユニット
