Formula Student Driverless – Chalmers Team
Die Chalmers University of Technology hat ihr fahrerloses Auto mit dem Ellipse-N INS GNSS ausgestattet.
“Wir waren sehr zufrieden mit der Leistung und Robustheit des Sensors.” | Emil R., Engineering Manager bei Chalmers Formula Student Driverless
Formula Student Driverless Wettbewerb
Der Formula Student Driverless Wettbewerb umfasst verschiedene Herausforderungen: Bremsen, Beschleunigung, Skidpad-Tests und eine Streckenfahrt.
Die Chalmers University of Technology, eine schwedische Universität mit Schwerpunkt auf Forschung und Ausbildung im Bereich Technologie, nahm an der Ausgabe 2018 teil.
Das Chalmers-Team hat sein fahrerloses Auto mit dem Ellipse-N ausgestattet, einem Miniatur-Trägheitsnavigationssystem mit integriertem GNSS-Empfänger.
Robustes und stabiles Inertial Navigation Sensor
Wir waren sehr zufrieden mit der Leistung und Robustheit des Sensors. Der Sensor wies während der Hunderten von Teststunden, die wir durchgeführt haben, keine offensichtlichen Fehler auf.
Wir haben keinerlei Driften bei den Inertialsensoren festgestellt und waren besonders beeindruckt von der exzellenten Gierratenschätzung. Das GNSS-System war ebenfalls sehr robust und stabil, und wir hatten nie Probleme mit mangelnder GNSS-Abdeckung und immer eine gute Anzahl von Satelliten.
Einfache Integration dank der C-Bibliothek
Das Ellipse-N ließ sich mithilfe der mitgelieferten C-Bibliothek sehr einfach in unser eigenes Software-Framework integrieren. Unser Framework verwendete Microservices, die in Docker-Containern gehostet wurden, wobei die Daten vom Sensor von einem Microservice gelesen wurden.
Das bedeutete, dass es wichtig war, dass der Microservice automatisch und nahtlos erstellt werden konnte. Durch die bereitgestellte Bibliothek war es einfach, den notwendigen Code in das Docker-Image einzufügen und zusammen mit unserem eigenen Code zu erstellen, der die Bibliothek anbindet.
Wenn es nur ein bereitgestelltes Binary gegeben hätte, hätten wir die rohen Sensordaten selbst lesen und parsen müssen, daher war die Bibliothek für unseren Fall sehr nützlich. Die mitgelieferten Beispiele und die Dokumentation machten es sehr einfach, die Bibliothek zu verwenden und das Ellipse-N in den Microservice zu integrieren, den wir benötigten.
Einzel- oder Doppelantenne für solche Bedingungen?
Wenn ein einzelnes Antennen-Inertialnavigationssystem (INS) wie das Ellipse-N sehr genaue Orientierungs- und Navigationsdaten liefert, ermöglicht ein Dual-Antennen-INS wie das Ellipse-D eine schnellere Initialisierung, selbst in einer statischen Position.
Solche Eigenschaften sind bei der Auswahl Ihres INS zu berücksichtigen. Weitere Informationen finden Sie unter « So wählen Sie die beste Heading-Methode aus ».
“Wir haben keine Drift bei den Inertialsensoren festgestellt und waren besonders beeindruckt von der ausgezeichneten Gierratenschätzung.” | Emil R., Engineering Manager
Ellipse-N
Ellipse-N ist ein kompaktes und leistungsstarkes RTK Inertial Navigation System (INS) mit einem integrierten Dualband-Quad-Konstellations-GNSS-Empfänger. Es bietet Roll-, Nick-, Kurs- und Heave-Daten sowie eine zentimetergenaue GNSS-Position.
Der Ellipse-N Sensor eignet sich am besten für dynamische Umgebungen und schwierige GNSS-Bedingungen, kann aber auch in Anwendungen mit geringerer Dynamik mit magnetischer Kurssteuerung betrieben werden.
Fordern Sie ein Angebot für Ellipse-N an
Haben Sie Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den Anwendungen, die wir vorstellen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie sich gerne direkt an uns wenden!
Was ist GNSS vs. GPS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, aber sie beziehen sich auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.
GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. GNSS umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, wobei GPS nur eines dieser Systeme ist.
Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine verbesserte Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen Einschränkungen aufweisen kann.
Was ist der Unterschied zwischen AHRS und INS?
Der Hauptunterschied zwischen einem Attitude and Heading Reference System (AHRS) und einem Inertial Navigation System (INS) liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der von ihnen bereitgestellten Daten.
AHRS liefert Orientierungsinformationen, insbesondere die Lage (Nick-, Rollwinkel) und den Kurs (Gierwinkel) eines Fahrzeugs oder Geräts. Es verwendet typischerweise eine Kombination von Sensoren, darunter Gyroskope, Beschleunigungsmesser und Magnetometer, um die Orientierung zu berechnen und zu stabilisieren. Das AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsen (Nick-, Roll- und Gierwinkel) aus, wodurch ein System seine Orientierung im Raum verstehen kann. Es wird häufig in der Luftfahrt, bei UAVs, in der Robotik und in Marinesystemen eingesetzt, um genaue Lage- und Kursdaten zu liefern, die für die Fahrzeugsteuerung und -stabilisierung entscheidend sind.
Ein INS liefert nicht nur Orientierungsdaten (wie ein AHRS), sondern verfolgt auch die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs im Zeitverlauf. Es verwendet Trägheitssensoren, um die Bewegung im 3D-Raum zu schätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die in AHRS (Gyroskope, Beschleunigungsmesser) enthaltenen Sensoren, kann aber auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten und sich oft mit externen Daten wie GNSS integrieren, um die Genauigkeit zu verbessern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich AHRS auf die Orientierung (Lage und Kurs) konzentriert, während INS eine vollständige Suite von Navigationsdaten einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung bereitstellt.
Was ist der Unterschied zwischen IMU und INS?
Der Unterschied zwischen einer Inertial Measurement Unit (IMU) und einem Inertial Navigation System (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.
Eine IMU (Inertiale Messeinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, gemessen von Beschleunigungssensoren und Gyroskopen. Sie liefert Informationen über Roll-, Nick- und Gierbewegungen sowie die allgemeine Bewegung, berechnet jedoch keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell darauf ausgelegt, wesentliche Daten über Bewegung und Orientierung weiterzuleiten, die extern verarbeitet werden, um Position oder Geschwindigkeit zu bestimmen.
Ein INS (Inertial Navigation System) hingegen kombiniert IMU-Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Orientierung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es integriert Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.
Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in GNSS-verweigerten Umgebungen, wie militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.
Akzeptiert das INS Eingaben von externen Hilfssensoren?
Inertiale Navigationssysteme unseres Unternehmens akzeptieren Eingaben von externen Hilfssensoren wie Luftdatensensoren, Magnetometern, Odometern, DVL und anderen.
Diese Integration macht das INS äußerst vielseitig und zuverlässig, insbesondere in GNSS-abgelehnten Umgebungen.
Diese externen Sensoren verbessern die Gesamtleistung und Genauigkeit des INS, indem sie ergänzende Daten liefern.
