자동차가 어디로 향하고 있는지 알려 주는 자이로 센서
4-05 위치도 중요하지만 자세도 알아야 제어할 수 있다
지도상의 위치는 위성 신호와 관성 정보를 통해 계산해 낼 수 있지만 그 위치에서 지금 자동차가 어디를 향하고 있어서 앞으로 어디로 이동하려고 하는지 방향에 대한 정보는 알 수가 없다. 자동차를 제대로 제어하려면 오르막인지 내리막인지, 좌우로 어느 정도로 회전 중인지를 정확히 알아야 한다.
진동식 자이로 센서의 원리 - 회전하면 진동의 수직 방향으로 힘을 받는다. 이런 방향에 대해 정보는 자이로스코프 센서를 통해 측정한다. 팽이가 돌고 있는 동안에는 넘어지지 않는 것처럼 전향력이라고 불리는 코리올리의 힘을 이용해서 센서 본체의 회전량을 전기 신호로 변화하여 각속도를 검출해 내는 것이다. 진동 자이로 센서는 보통 T형의 구동암 두 개가 겹친 형태를 이루는데 평소에는 양쪽에 균형을 맞추어 진동하다가 회전을 하면 구동암에 전향력이 가해져서 고정부에 전기적 신호로 검출할 수 있게 된다.
더블 T 형태의 자이로 센서 구조 - 마이크로 회로 만드는 방법으로 이 구조를 작은 기판화 한 것이 MEMS 자이로 센서다.이런 자이로스코프 센서는 가속도 센서 정보와 함께 GPS 신호를 수신할 수 없을 때 추측 항법으로 위치 정보를 보완하는 용도로 현대의 내비게이션 시스템에 기본적으로 장착되어 있다. 또한 차량의 자세에 대한 정보를 바탕으로 차량의 방향, 조향 핸들, 각 바퀴별 회전 속도들을 종합적으로 판단하여 ESC(Electric Stability Control)을 작동시켜 차전을 지키도록 도와주기도 하고, 무게 중심 기울기가 위험 수준에 도달하면 엔진 출력을 줄여 주는 RSC(Roll Stability Control) 기능을 활성화하기도 한다.
부피가 작은 내비게이션에는 주로 MEMS 기술을 이용한 최신 센서가 들어간다. 작은 크기에도 X/Y/Z 3축에 대해서 가속도와 회전속도를 모두 같이 측정할 수 있기 때문에 스마트폰이나 조이스틱, 드론 등 다양한 분야에서 활용되고 있지만 크기가 작은 만큼 정확도에는 제한이 있어 정확한 정보가 필요한 항공기나 로켓등에 사용하기에는 제한이 있다.
MEMS 로 구성한 가속도+자이로 센서