Die Ellipse2-N war ein ganz entscheidender Faktor für unser sehr erfolgreiches Auto 2018 (1. Platz beim Autocross in Großbritannien, Deutschland und Spanien; 1. Platz in der Gesamtwertung in Australien).

Alexandre Kopp, Fahrzeugdynamik TU FAST Team

TUfast bei der Formula Student Electric

Die Formel SAE wurde 1979 von Professoren in den Vereinigten Staaten gegründet und kam 1999 nach Europa. Das Projekt zielt darauf ab, dass Studenten sich selbst herausfordern, ihre Fähigkeiten testen und lernen, wie man in einem Team an einem großen Projekt arbeitet.

TUfast-Elektroauto
TUfast-Elektroauto

 

Der Wettbewerb hat vor einigen Jahren die Kategorie Elektrofahrzeuge eingeführt und TUfast tritt mit seinem Elektroauto namens "eb018" an, in dem das Ellipse2-N, ein Miniatur-Trägheitsnavigationssystem von SBG Systems, eingebaut ist.

 

Fahrzeugdynamik

Das Ellipse2-N INS/GNSS wurde auf dem eb018 installiert. Die IMU- und GPS-Geschwindigkeit sind die Hauptquellen des Filters, den das Team zur Schätzung des Fahrzeugzustands (Geschwindigkeit, Schräglage, X- und Y-Beschleunigung und Gierrate) verwendet.

Dieser Zustand wurde dann mit einem gewünschten Zustand verglichen, um den Befehl für jeden Motor zu generieren. Die Ellipse2-N war daher ein sehr entscheidender Faktor für den großen Erfolg des TUfast-Autos 2018 (1. Platz beim Autocross in Großbritannien, Deutschland und Spanien; 1. Platz in Australien).

 

Reifen-Analyse

Die GPS-Positionen wurden ausgiebig für die Analyse genutzt. Das Team erstellte viele Karten, um alle Phänomene, die die Leistung von eb018 beeinflussen, intuitiver zu verstehen. Ein sehr aufschlussreiches Beispiel ist die nachstehende Streckenkarte. Sie zeigt einen internen Korrekturfaktor in unserem Kalman-Filter.

 

TU FAST-Analyse mit Ellipse series  INS
TUfast-Analyse

 

Wir lernen damit, dass unser Reifenmodell die Reifenkräfte in Längsrichtung überschätzt (blau/grün in den Geraden) und eine recht gute Schätzung der Seitenkräfte hat (orange/gelb in den Kurven).

Ellipse2-N Verwendung im Auto 2019

Mit Ellipse und der dazugehörigen Software lässt es sich hervorragend arbeiten und leicht konfigurieren. Die Dokumentation enthält alles, was wir brauchten, um loszulegen und die Schnittstelle zu unserem System zu entwickeln.

Die von Ellipse gelieferten Daten sind genau und haben bei Fahrten von mehr als 1 km Länge eine Abweichung von weniger als 10 cm gezeigt. Wir sind sehr zufrieden mit diesem Produkt, erklärt Alexandre Kopp, verantwortlich für Fahrzeugdynamik beim TUfast Team.

In eb019 werden wir das Potenzial der Ellipse2-N noch stärker ausschöpfen. Wir werden zwei Kalman-Filter verwenden: einen für den Hauptzustand (wie bei eb018) und einen zweiten, um die Sensoren und Daten zu filtern, die dem physikalischen Modell des Hauptfilters zugeführt werden.

Der Hauptfilter wird auch mit einer Positions- und richtung Schätzung verbessert. Die Ellipse2-N bleibt somit der wichtigste Sensor unseres Fahrzeugs für die Zustandsschätzung. Sein integrierter Kalman-Filter wird besonders bei eb019 mit genauen Schätzungen des rollen, nicken und Gierwinkels nützlich sein.

Diese drei sind für die Berechnung der Flugzeugkräfte erforderlich.

 

Ellipse-N

Einzelne Antenne RTK GNSS

  • 0,05° rollen und nicken (RTK)
  • 0,2° richtung (RTK hohe Dynamik)
  • 5 cm Echtzeit heben
  • 1 cm RTK GNSS Position
  • Rohdaten für die Nachbearbeitung
  • Äußerst kleines OEM-Modul
  • Vollständiges Entwicklungskit
  • ROS-Treiber
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