Der Ellipse 2-D-Sensor erfüllte alle unsere Anforderungen und wir sind sehr zufrieden damit. Das GNSS ist sehr stabil, auch der Kalman-Filter ist zufriedenstellend.

Daniel Kiesewalter, AMZ Racing Electric Team

Die Formula Student ist ein internationaler Ingenieurwettbewerb, bei dem Studententeams aus der ganzen Welt ihre eigenen Formelrennwagen entwerfen, bauen und fahren. Der Wettbewerb umfasst 3 Kategorien: Elektroautos, fahrerlose Autos und Autos mit Verbrennungsmotor.

Die Teilnehmer der Formula Student müssen nicht nur das schnellste Rennauto bauen, sondern auch in den Bereichen Ausdauer, Beschleunigung und Schleuderverhalten glänzen.

Als Experte für Trägheitsnavigationssysteme und Partner mehrerer Teams haben wir verschiedene Ingenieurteams befragt, die unsere Trägheitsmesseinheit (IMU) in Kombination mit dem globalen Satellitennavigationssystem (GNSS) einsetzen, um zu verstehen, was die Schlüsselelemente für den Erfolg sind.

 

Die Bedeutung von IMU/GNSS für eine präzise Fahrdynamik

Die IMU/GNSS liefert den konkurrierenden Teams entscheidende Informationen über den Fahrzeugzustand wie Position, Geschwindigkeit, Gierrate, Schräglage, Beschleunigung und Orientierung, wie D. Kiesewalter von AMZ Racing erklärt: "Wir benötigten eine IMU aus mehreren Gründen. In erster Linie, um den Positionsstatus unseres Autos zu bestimmen.

Wir brauchten auch eine effiziente Dynamikkontrolle und eine zuverlässige und genaue Bestimmung der Euler-Winkel (rollen, nicken und richtung)." Auf diese Weise können die Ingenieure von Elektro- und Verbrennungsautos verstehen, was zu verbessern ist, indem sie den tatsächlichen Zustand mit dem theoretischen vergleichen.

 

Dynamische Kriterien für Formula Student-Fahrzeuge

Die Beherrschung der Beschleunigung ist bei Formel-Rennen von grundlegender Bedeutung. Wenn das Auto zu stark beschleunigt, kann es driften, was zum Verschleiß der Räder führt. Um den Reifenverschleiß zu minimieren und die Kraft und Leistung des Motors optimal zu nutzen, muss die Beschleunigung kontrolliert werden.

Die Verfolgung der Flugbahn des Rennwagens ist unerlässlich. Mit Hilfe der IMU/GNSS-Daten, insbesondere der Positionsdaten, wird eine Streckenanalyse durchgeführt, die Aufschluss darüber gibt, ob das Fahrzeug auf der Strecke oder beim Abbiegen gut positioniert ist.

Wir dürfen nicht vergessen, dass die Formula Student ein Rennen ist. Eines der Wettbewerbsziele ist es, auf der Strecke schneller zu sein als die anderen Teams. Die Geschwindigkeit ist daher ein entscheidender Faktor, der dank der IMU/GNSS untersucht werden muss. Aber für elektrische Rennwagen ist es noch wichtiger, da sie die verbrauchte Energie verfolgen müssen.

 

Fahrerlose Rennwagen: Das Beste aus richtung und Navigation aus der IMU/GNSS herausholen

Rennwagen verwenden vielleicht GPS mit einer Antenne für richtung, aber fahrerlose Fahrzeuge verlassen sich auf IMU/GNSS mit zwei Antennen für präzise richtung. Dies ermöglicht eine schnellere Initialisierung und liefert echte richtung auch im Stillstand.

J. Liberal Huarte von UPC Driverless (ETSEIB) erklärt, dass richtung und die Lokalisierung für das ordnungsgemäße Funktionieren anderer Teile der Ausrüstung unerlässlich sind: "Wenn wir mit LiDAR-Technologien arbeiten, hat die Tatsache, dass man sich um ein Grad zur einen oder anderen Seite bewegt, einen großen Einfluss auf die Position.

Daher ist eine präzise richtung eine wichtige Voraussetzung. Und auch die Lokalisierung und Kartierung: Es ist sehr wichtig, sich in X und Y zu lokalisieren." Daher ist die Implementierung einer Dual GNSS/IMU in dieser Art von Rennwagen die beste Lösung, da sie eine genaue richtung und Position liefert, was auch zur Stabilisierung des LiDAR beiträgt.

richtung ist ebenso wichtig wie die präzise Navigation für fahrerlose Rennwagen. Real Time Kinematic (RTK) ermöglicht eine extrem genaue Schätzung der Position (1-2 cm). Je genauer die IMU/GNSS ist, desto eher kann das Auto in der Fahrspur bleiben, ohne abzudriften.

Das IMU/GNSS analysiert die Strecke, um die optimale Positionierung des Fahrzeugs und die Optimierung der Flugbahn zu gewährleisten.

Weniger Umsetzungszeit = mehr Zeit für das gesamte Projekt

"Wir haben nur eine sehr kurze Testzeit, wenn es also schnell geht, können wir auf der Strecke schneller fahren und mehr testen", erklärt A. Kopp, Vehicle Dynamics Control, TUfast Racing.

Die Teams haben nicht viel Zeit, um die verschiedenen Teile des Fahrzeugs zu integrieren und zu testen. Da CAN- und ROS-Frameworks hauptsächlich von Automobilingenieuren verwendet werden, kann IMU/GNSS, das Teil solcher Arbeitsabläufe sein kann, enorme Zeit bei der Entwicklung sparen. Eine saubere C-Bibliothek mit Beispielen ist eine weitere Möglichkeit, Teams bei der Integration zu unterstützen.

 

SBG Systems unterstützt neue Wege beim Autodesign. Studenten können sich über unsere Website um eine Patenschaft bewerben!

Bildnachweis: © Formula Student Germany © maru ©FSG - media team

Ellipse-D

RTK INS mit zwei Antennen

  • 0,05° rollen und nicken (RTK)
  • 0,2° richtung (RTK GNSS mit zwei Antennen)
  • Unempfindlich gegen magnetische Verzerrungen
  • 1 cm RTK GNSS Position
  • Winziges OEM-Modul verfügbar
  • Nachbearbeitung mit Qinertia PPK Software
  • Vollständige Entwicklung
  • ROS-Treiber
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