Formel Student fahrerlos - 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., technischer Leiter des Chalmers Formula Student Driverless
Wettbewerb für fahrerlose Formel-Studenten
Der Wettbewerb für fahrerlose Formel-Studenten umfasst mehrere verschiedene Herausforderungen: Bremsen, Beschleunigen, Schleudertrainings und eine Fahrt auf der Rennstrecke.
Die Chalmers University of Technology, eine schwedische Universität, die sich auf Forschung und Bildung im Bereich Technologie konzentriert, 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.
Robuster und stabiler Trägheitsnavigationssensor
Wir waren sehr zufrieden mit der Leistung und Robustheit des Sensors. Während der Hunderte von Teststunden, die wir durchgeführt haben, hatte der Sensor keine offensichtlichen Fehler.
Bei den Trägheitssensoren konnten wir keinerlei Drift feststellen, und wir waren besonders von der hervorragenden Gierratenschätzung beeindruckt. Das GNSS-System war ebenfalls sehr robust und stabil. Wir hatten nie Probleme mit mangelnder GNSS-Abdeckung und verfügten immer über eine gute Anzahl von Satelliten.
Einfach zu integrieren dank der C-Bibliothek
Die Ellipse-N ließ sich mit Hilfe der mitgelieferten C-Bibliothek sehr einfach in unser eigenes Software-Framework integrieren. Unser Framework verwendet Microservices, die in Docker-Containern gehostet werden, wobei die Daten vom Sensor von einem Microservice gelesen werden.
Das bedeutete, dass es wichtig war, dass der Microservice automatisch und nahtlos aufgebaut werden konnte. Durch die mitgelieferte Bibliothek war es einfach, den erforderlichen Code in das Docker-Image einzubinden und es zusammen mit unserem eigenen Code, der die Schnittstelle zur Bibliothek bildet, zu erstellen.
Hätten wir stattdessen nur eine Binärdatei zur Verfügung gehabt, hätten wir die rohen Sensordaten selbst lesen und parsen müssen, so dass die Bibliothek für unseren Fall sehr nützlich war. Die mitgelieferten Beispiele und die Dokumentation machten es sehr einfach, die Bibliothek zu verwenden und die Ellipse-N in den von uns benötigten Microservice zu integrieren.
Einzel- oder Doppelantenne für solche Bedingungen?
Während ein Einzelantennen-Inertial-Navigationssystem (INS) wie das Ellipse-N sehr genaue Orientierungs- und Navigationsdaten liefert, ermöglicht ein Doppelantennen-INS wie das Ellipse-D eine schnellere Initialisierung, selbst in einer statischen Position.
Solche Merkmale sind bei der Auswahl Ihres INS zu berücksichtigen. Hier finden Sie weitere Informationen darüber, wie Sie die beste richtung auswählen.
"Wir haben bei den Trägheitssensoren keine Drift festgestellt und waren besonders von der hervorragenden Gierratenschätzung beeindruckt." | Emil R., Technischer Leiter
Ellipse-N
Ellipse-N ist ein kompaktes und leistungsfähiges RTK-Inertial-Navigationssystem (INS) mit integriertem Dualband-, Quad-Konstellations-GNSS-Empfänger. Es liefert rollen, nicken, richtung und Heben sowie eine zentimetrische GNSS-Position.
Ellipse-N eignet sich am besten für dynamische Umgebungen und raue GNSS-Bedingungen, kann aber auch in weniger dynamischen Anwendungen mit magnetischer richtung eingesetzt werden.
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Haben Sie noch Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den von uns vorgestellten Anwendungen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie uns gerne direkt kontaktieren!
Was ist GNSS im Vergleich zu GPS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.
GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. Er umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, während GPS nur eines dieser Systeme ist.
Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen seine Grenzen haben kann.
Was ist der Unterschied zwischen AHRS und INS?
Der Hauptunterschied zwischen einem lage und richtung (AHRS) und einem Trägheitsnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der von ihnen gelieferten Daten.
AHRS liefert Orientierungsinformationen, insbesondere die lage nicken, rollen) und richtung (gieren) eines Fahrzeugs oder Geräts. Es verwendet in der Regel eine Kombination von Sensoren, einschließlich Gyroskopen, Beschleunigungs- und Magnetometern, um die Ausrichtung zu berechnen und zu stabilisieren. Das AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsennicken, rollen und Gieren) aus und ermöglicht es einem System, seine Orientierung im Raum zu verstehen. Es wird häufig in der Luftfahrt, in UAVs, in der Robotik und in Schiffssystemen eingesetzt, um genaue lage und richtung 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 über die Zeit. Es verwendet Trägheitssensoren, um die Bewegung im 3D-Raum abzuschätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die Sensoren von AHRS (Gyroskope, Beschleunigungsmesser), kann aber auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten, die häufig mit externen Daten wie GNSS integriert werden, um die Genauigkeit zu erhöhen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich AHRS auf die Orientierunglage und richtung) konzentriert, während INS eine ganze Reihe von Navigationsdaten liefert, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung.
Was ist der Unterschied zwischen IMU und INS?
Der Unterschied zwischen einer Inertialmesseinheit (IMU) und einem Inertialnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.
Eine IMU (Inertialmesseinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen gemessen werden. Sie liefert Informationen zum rollen, nicken, Gieren und zur Bewegung, berechnet aber keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell dafür ausgelegt, wichtige Bewegungs- und Orientierungsdaten für die externe Verarbeitung zur Bestimmung von Position und Geschwindigkeit zu übermitteln.
Ein INS (Inertial Navigation System) hingegen kombiniert IMU-Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es beinhaltet Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.
Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist, wie z. B. bei militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.
Akzeptiert INS Eingaben von externen Hilfssensoren?
Die Trägheitsnavigationssysteme unserer Firma akzeptieren Eingaben von externen Hilfssensoren, wie z.B. Luftdatensensoren, Magnetometer, Odometer, DVL und andere.
Diese Integration macht das INS äußerst vielseitig und zuverlässig, insbesondere in Umgebungen, in denen kein GNSS verfügbar ist.
Diese externen Sensoren verbessern die Gesamtleistung und Genauigkeit des INS, indem sie ergänzende Daten liefern.
