Simcenter Testing Solutions Data Acquisition Based on GPS Location : Korean

Simcenter SCADAS 중 GPS 안테나를 장착할 수 있는 모듈 및 시스템들이 있습니다. GPS를 사용하기 위해선 DAS(Data Acquisition System)를 켜기 전에, 하기 그림 1과 같이 안테나 단자에 GPS 안테나를 연결하고 시스템을 부팅합니다.

   

그림 1. SCADAS XS와 GNSS 안테나(왼쪽), SCADAS Recorder의 GPS 사용 가능한 인터페이스 모듈들

GPS 안테나는 단일 단자이며, SC-XS 시리즈와 SCADAS Recorder(Mobile 제외)에 장착이 가능합니다.

GPS 수신기는 탁 트인 하늘을 바라봐야 GPS 데이터를 받을 수 있어 실 내보단 실 외에 장착하셔야 합니다. 단, 주행 시험과 같이 차량에서 사용할 경우, GPS 신호가 유리를 통과할 수 있기에 대시보드 위에서 사용하실 수 있습니다.

Simcenter SCADAS HW 내부에 있는 GPS를 사용하여, 데이터 취득을 "Trigger" 할 수 있는 정보의 종류는 2가지입니다.
 

1) GPS 위치 - 위도 및 경도 좌표를 각도로 사용합니다. 해당 데이터는 10진수이며 4자릿수를 가집니다.

2) GPS 속도 - DAS(Data Acquisition System)의 이동 속도를 특정합니다. 단위로는 km/h을 사용합니다.

지구의 위도와 경도의 각도는 하기 그림 2. 에서와 같이 보입니다.
 

그림 2. GPS 정보 중 위도와 경도의 각 위치 사

구글 어스 또는 구글 맵을 이용하여 위도 또는 경도 트리거의 각도 위치를 설정할 수 있습니다. 

주행 시험 혹은 GPS 사용 시 위도나 경도 확인하면서 동시에 운전하는 것도 시험 후 GPS 정보를 설정 혹은 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음은 Simcenter Testlab Signiture에서 GPS를 표시하는 방법을 안내합니다.

우선 SCADAS 하드웨어를 켜고 GPS 안테나를 꽂은 상태에서 Simcenter Testlab Signature를 시작합니다.

Simcenter Testlab Signiture에서 GPS를 설정하는 방법은 3가지입니다.

2.1 Channel setup에서 설정 방법
 

"Channel setup" 워크시트에서 우측 상단 "Clock sync" 옵션 탭이 있는데, 그중에 GPS를 선택합니다.
 

그림 3. "Channel Setup" 워크시트에서 GPS 설정 방법

GPS 안테나가 잘 연결되어 있고, GPS 신호가 잘 수신될 경우 해당 탭 우측에 있는 표시등이 녹색으로 표시됩니다. 그 반대일 경우 빨간색으로 표시됩니다.

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2.2 "Measure"에서 설정 방법
 

"Measure" 워크시트에서, 하기 그림 4에서와 같이 "More" 버튼을 클릭하세요.
 

그림 4. "Measure" 워크시트에서 "More" 버튼 및 "Measure Option" 창 사진

"More" 버튼 클릭 후 그림 4와 같이 "Measure Option" 창이 나타나며, 해당 창 하단에 "Measure GPS Data" 체크 버튼이 있습니다. 이를 클릭 후 Close 버튼을 누르세요. 

위와 같이 설정을 했으면 오른쪽의 상태 영역에서 "GPS"와 "3D Fix"가 표시됩니다. 만약 "3D Fix"가 없다면, GPS 수신기가 하늘을 선명하게 볼 수 있도록 해야 합니다.

2.3 Tracking Setup에서 설정
 

GPS의 위치와 속도 조건을 설정하여 "Trigger" 조건을 설정할 수 있고, 이런 설정은 아래 그림 5와 같이 "Tracking Setup" 워크시트에서 가능합니다.
 

그림 5. "Tracking Setup"워크시트에서 "Trigger Start Setting" 설명

그림 5와 같이 오른쪽에 있는 "More" 버튼을 누르면 "Trigger Start Setting"창이 나타납니다. 거기에서 GPS의 속도와 위도/경도를 선택할 수 있습니다.

예로 "Level"을 "20km/h"로 "Slope"을 "Up"으로 설정하면, GPS 안테나를 가지고 있는 시험 대상체의 속도가 20km/h 이상의 속도로 움직일 때 데이터를 취득하기 시작합니다. 

앞서 2.3 Tracking Setup에서 GPS의 속도와 위치로 "Trigger" 단일 조건을 설정했습니다. Simcenter Testlab에서는 단일 조건뿐 아니라 다중 조건도 설정이 가능합니다. 
예로 시험 대상체의 속도가 19km/h 이상이고 21km/h 이하일 때만 "Trigger" 할 경우에만 데이터를 취득할 수 있습니다.

3.1 Virtual Channel Definition
 

Simcenter Testlab의 "Channel setup" 워크시트에서는 "Virtual Channel"을 사용할 수 있습니다. 
"Virtual Channel"은 설정한 조건을 충족할 경우 값이 "1"이 되고, 충족하지 못할 경우 값이 "0"됩니다.
이를 앞서 가정한 상황으로 풀어서 설명드립니다. 
만약 GPS 속도가 19km/h보다 빠를 경우 "Virtual Channel"에서 값은 "1"이 됩니다. 그리고 "Virtual Channel​​​s​"에서 "Formular" column에는 "GREATER(gps: Speed;19)"으로 표시됩니다. 여기서 "GPS: Speed"는 GPS 채널을 의미합니다.

"Virtual Channels" 섹션을 추가하는 방법을 안내합니다.
"Channel setup" 워크시트의 우측 상단에 있는 Channel Setup 옆 세모 표시를 클릭하세요. 그러면 그림 6과 같이 풀다운 메뉴가 나타나는데, 그중 "Virtual Channels"를 선택하세요.
 

그림 6. "Channel setup" 워크시트에서 "Virtual Channels" 추가하는 방법 설명

 

Virtual Channels(가상 채널) 편집기에 수식을 입력하여 원하는 "Trigger"를 생성합니다. 그림 7을 참고하세요.
 

그림 7. 논리 명령어와 "Virtual Channels" 

 

앞서 설명드렸듯이 논리 명령을 "Virtual Channels"은 GPS 좌표와 GPS 속도가 원하는 영역 내에 있을 때 0 또는 1을 생성합니다.

예를 들면 속도 19km/h 이상 21km/h 이하에서 "Trigger"를 설정하시려면 다음과 같이 논리 명령어를 입력하시면 됩니다.
 

V2 - GREATER(gps: Speed;19)
V3 - SMALLER(gps: Speed;21)
V4 - AND(V2;V3)

여기서 V2와 V3가 모두 참일 경우 각각 값이 "1"이 되고, V4에서 AND 문으로 설정했기 때문에 값은 "1"이 됩니다. 따라서 V4는 "Trigger"로써 사용될 수 있습니다.

앞서서는 속도만을 조건으로 설정했는데, 더 나아가 위도 혹은 경도와 같이 위치를 조건으로 사용할 수 있습니다. 예로 특정 도로의 노면에서 특정 속도 구간으로 설정하려면 다음과 같이 논리 명령어를 입력합니다.
 

V1 - GREATER(gps: Latitude;40.3013)
V2 - GREATER(gps: Speed;19)
V3 - SMALLER(gps: Speed;21)
V4 - AND(V2;V3)
V5 - AND(V1;V4)

GPS의 속도와 위치를 설정하여 Trigger 조건을 설정하면, 특정 도로와 정확한 속도에서 데이터를 취득하기에 유용합니다. 그림 8과 같이 GPS 위치 및 속도 "Trigger"를 통해 특정 도로에서 균일한 속도로 데이터를 획득할 수 있습니다.
 

그림 8. GPS 위치 및 속도 설정 시 Google map에서 확인 된 결과물

3.2 Tracking Setup with Virtual Channel
 

"Tracking Setup" 워크시트에서, "Triggered Start" 혹은 "Triggered Stop"을 사용하여 "Trigger"을 설정할 수 있습니다. 해당 "Trigger"는 앞서 "Virtual Channels"에서 설정한 논리 명령어를 기반으로 Trigger가 설정되어 있고, 이를 기반으로 "Trigger" 조건을 설정할 수 있습니다. 그림 9를 참고하시기 바랍니다.
 

그림 9. Tracking Setup에서 "Triggered Start" 혹은 "Triggered Stop" 설정하는 방법 

 

그림 9에서 "Triggered Start Settings" 창에 Channel이 있는데, 이는 "Logic channel"이라고 하며, 해당 채널의 값들은 0에서 1사이에 다양하게 있습니다. 그리고 0과 1사이의 임의의 값으로 "Trigger"가 됩니다.

4.1 GPS 신호가 수신 여부 판단 방법
 

GPS 신호가 수신 여부 판단 방법은 크게 2가지가 있습니다.
하나는 Simcenter Testlab Signiture에서 확인 가능하고, 또 하나는 DAS(Data Acquisition System)에서 확인할 수 있습니다. 

1) Testlab에서 확인하는 방법은 "Channel Setup" 워크시트에서 Clock sync 옆 표시등(그림 3 참고)을 확인하면 됩니다. 해당 표시등이 빨간색으로 표시되면 GPS 통신 오류를 의미합니다.

2) Hardware에서 확인할 수 있는 방법은 Interface module (SCADAS Recorder 한정)의 GPS 수신 상태 확인 용 LED를 확인합니다. 하기 그림 10을 참고하시기 바랍니다. 해당 LED가 녹색불이 켜지지 않을 경우 GPS 통신 오류가 있다는 의미입니다.
 

그림 10. SCADAS Recorder에서 GPS LED 그림

 

GPS 상태를 확인하시고, GPS에 문제가 있다고 판단될 경우 다음과 같이 조치를 해보시길 권장합니다.

4.2 GPS 통신 오류 시 Tips
 

1) GPS 안테나가 단자에 잘 연결되었는지 확인합니다. 잘못 연결될 경우 Testlab 및 DAS(Data Acquisition System)를 종료하고, 안테나를 연결합니다. 그 후 HW를 켜고 Testlab를 시작합니다.

2) GPS 신호를 잘 받을 수 있게 GPS 안테나의 위치를 이동합니다. 실 외 혹은 건물 혹은 그 외 신호 수신에 방해될 수 있는 물체가 없는 넓은 평야로 이동합니다. 

이 2가지를 확인함에도 GPS 수신에 문제가 있을 경우 HW 결함이 있을 수 있으니 담당 DSE에게 연락하여 HW를 점검받아야 합니다.