Ellipse-Ndas INS/GNSS, das von AMZ für das fahrerlose Rennauto verwendet wird

IMU und GPS, Kernbestandteile des fahrerlosen Autos

Zum ersten Mal führte die Formula Student Germany eine fahrerlose Kategorie ein, in der die Rennwagen so angepasst werden mussten, dass sie ohne menschliches Zutun fahren. AMZ entschied sich, die Herausforderung anzunehmen, und bereitete "flüela", ihr seit 2015 im Wettbewerb eingesetztes Auto, für das fahrerlose Fahren vor. Für das AMZ-Team sind die IMU und das GPS bei der Entwicklung eines fahrerlosen Fahrzeugs ein zentraler Bestandteil der Sensorausstattung.

Bild eines AMZ-Rennwagens "flüela" Bildnachweis: Thomas Meier — AMZ-Rennwagen "flüela" Bildnachweis: Thomas Meier

Ellipse-Ndas von AMZ Racing verwendete INS/GNSS

Der leichte und kleine SBG Ellipse2-N ist nach Ansicht des AMZ-Teams der genaueste seiner Kategorie und der am einfachsten zu bedienende, und das Team war auch von der Qualität der ausgegebenen Positionsdaten überrascht. Die Ellipse2-N fusioniert Inertialdaten und Positionsinformationen für eine kontinuierliche Trajektorie, selbst im Falle eines GNSS-Ausfalls.

Einsatz unter sehr schwierigen Bedingungen

Nach Angaben des AMZ-Teams war es eine harte Testsaison mit sehr heißen Tagen, extremen Regentagen, vielen Vibrationen, Ein- und Ausbau, Einstecken und Ausstecken. Der Sensor ist nie ausgefallen. Jeder SBG-Trägheitssensor ist in Bezug auf Dynamik und Temperatur (-40° bis 80°C) kalibriert, um ein konstantes Verhalten unter allen Bedingungen zu gewährleisten.

AMZ Racing Erfolg

Das Team hat es geschafft:

Erster auf dem Skidpad (Fähigkeit, sich so schnell wie möglich in einem stabilen Zustand zu drehen)
Erster im Trackdrive (Rennen auf einer unbekannten, mit Hütchen markierten Strecke),
Sekunde in der Beschleunigung (misst die Fähigkeit des Fahrzeugs, schnell zu beschleunigen).

Die Gesamtveranstaltung umfasst statische Disziplinen, in denen das Team ebenfalls gute Ergebnisse erzielte: den ersten Platz in der technischen Planung und den Kosten, den zweiten in der autonomen Planung und den dritten in der Präsentation des Geschäftsplans.

Das Bild zeigt, wie AMZ in jeder der acht Disziplinen auf dem Podium stand und fünf davon gewann. Bildnachweis: Christian Kreutzmann — AMZ erreichte in jeder der acht Disziplinen das Podium und gewann fünf davon. Bildnachweis: Christian Kreutzmann

Wir waren erstaunt über die Qualität der Gyroskope. Niemand in unserem Team oder in der Universität konnte glauben, dass die geringe Drift, die wir erlebten

Herr De la Iglesia Valls

Ellipse-Ndas robuste Miniatur-INS/GNSS

Die SBG Ellipse2-N bietet eine 0,1° rollen und nicken, 0,5° GPS-basierte richtung und eine metergenaue GNSS-Position (in diesem Fall GPS + GLONASS Konstellationen). "Wir waren erstaunt über die Qualität der Gyroskope.

Niemand in unserem Team oder in unserer Universität konnte glauben, wie gering die Drift war", erklärt Herr De la Iglesia Valls. Das Team war auch über die Qualität der ausgegebenen Positionsdaten erstaunt. Die Ellipse2-N integriert einen GNSS-Empfänger und fusioniert Trägheitsdaten und Positionsinformationen in Echtzeit für eine kontinuierliche Flugbahn, selbst bei einem GNSS-Ausfall.

Auch für Landanwendungen wurden zusätzliche Algorithmen entwickelt, um die Leistung und Robustheit des Trägheitssensors noch weiter zu verbessern. Robustheit gehört zu den Dingen, die man erst bemerkt, wenn sie nicht vorhanden ist.

Nach Angaben des AMZ-Teams war es eine harte Testsaison mit sehr heißen Tagen, extremen Regentagen, vielen Vibrationen, Ein- und Ausbau, Einstecken und Ausstecken. Der Sensor ist nie ausgefallen. Diese Zuverlässigkeit ist auch auf die umfangreiche Werkskalibrierung zurückzuführen. Jeder SBG-Trägheitssensor wird in Bezug auf Dynamik und Temperatur kalibriert; die Vorspannung der Ellipse2-N-Gyroskope, Beschleunigungs- und Magnetometer wird von -40° bis 80°C korrigiert und kalibriert, um ein konstantes Verhalten unter allen Bedingungen zu gewährleisten.