Gyroskop

Ekstremt nøyaktig gyroskop gjør autonome biler bedre

Tross lav pris, har University of Michigans nye design en nøyaktighet som er 10.000 ganger høyere enn gyroskopet i mobiltelefonen din. Nå skal teknologien hjelpe roboter og selvkjørende biler.

Gyroskop har en feilmargin som vanligvis ikke utgjør et problem for funksjonen til en mobil, men kan være dødelig i for eksempel autonome biler.
Gyroskop har en feilmargin som vanligvis ikke utgjør et problem for funksjonen til en mobil, men kan være dødelig i for eksempel autonome biler. (Foto: University of Michigan)

Tross lav pris, har University of Michigans nye design en nøyaktighet som er 10.000 ganger høyere enn gyroskopet i mobiltelefonen din. Nå skal teknologien hjelpe roboter og selvkjørende biler.

  • Teknologi

Telefonens navigasjonssystem er tregt, og betyr at vi ikke kan stole helt på GPS, hvis signaler ofte er blokkert. De mobile akselerometre og gyroskop lar systemet registrere rotasjon og akselerasjon. De små gyroskopene har en følsomhet ned til 1000 graders rotasjon i timen. Mer alert enn det trenger ikke systemet å være i en telefon.

Enorm feilmargin på fem minutter

Gyroskop har en feilmargin som vanligvis ikke utgjør et problem for funksjonen til en mobil, men kan være dødelig i for eksempel autonome biler. På ett minutt kan et autonomt kjøretøy som kjører i 50 km/t, få en posisjon som viser syv meter feil. Etter fem minutters kjøring øker feilmarginen til 850 meter. Det skriver IEEE Spectrum.

Nå har imidlertid University of Michigan introdusert et nytt gyroskopdesign som etter et minutts kjøring i 50 km/t i stedet gir en feilmargin på to millimeter. Etter fem minutter havner den bare en halv meter ute av kurs. Feilmarginen er 0,0014 grader i timen, og ifølge forskerne betyr det at deres PSI-gyroskop (presicion shell integrating) er 10.000 ganger mer nøyaktig enn gyroskopene i dagens autonome testkjøretøyer.

Samtidig koster løsningen bare ti ganger mer enn teknologien i mobilene våre. CVG-gyroskop (Coriolis vibratory gyroscope) har en vibrerende struktur, for eksempel metallstenger formet som en liten stemmegaffel. Gjennom corioliseffekten utøver deres vibrasjon en kraft på sin støtte, og ved å måle denne kraften kan man bestemme rotasjonshastigheten.

Vinglassresonator

University of Michigan bruker en vinglassresonator i stedet. Navnet beskriver både formen og funksjonen godt, i tillegg til at selve kuppelen er opp-ned på toppen av «vinglassfoten». Når glasset røres, oppstår en andre resonans som brukes til å måle rotasjonen. Flere vibrasjoner per rotasjon gir et mer nøyaktig gyroskop.

Vinglassresonatorer har en veldig høy q-faktor, som er et mål på forholdet mellom energien som er lagret i resonatoren og energitapet hver gang den svinger. Et standardgyroskop i en mobiltelefon har en q-faktor på noen hundre og vibrerer i mindre enn ett sekund. University of Michigan’s PSA-gyroskop har en q-faktor på 5,1 millioner og vibrerer i 300 sekunder etter at den er slått på én gang.

Artikkelen ble først publisert i NyTeknik.se.

Les også

Kommentarer (5)

Kommentarer (5)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå