Formula student driverless – Equipo Chalmers
La Universidad Tecnológica de Chalmers equipó su coche autónomo con el INS GNSS Ellipse-N.
“Estamos muy contentos con el rendimiento y la robustez del sensor.” | Emil R. ingeniero jefe del Chalmers Formula Student Driverless
Competición de coches autónomos de Formula Student
La competición Formula Student Driverless incluye varios desafíos diferentes: frenado, aceleración, pruebas de plataforma de deslizamiento y una conducción en pista.
La Universidad Tecnológica de Chalmers, una universidad sueca que se centra en la investigación y la educación en tecnología, participó en la edición de 2018.
El equipo de Chalmers ha equipado su coche autónomo con el Ellipse-N, un sistema de navegación inercial en miniatura con receptor GNSS integrado.
Sensor de Navegación Inercial robusto y estable
Estábamos muy contentos con el rendimiento y la robustez del sensor. El sensor no tuvo ningún error aparente durante los cientos de horas de pruebas que realizamos.
No experimentamos ninguna deriva en los sensores inerciales y nos impresionó especialmente la excelente estimación de la velocidad de guiñada. El sistema GNSS también fue muy robusto y estable y nunca experimentamos ningún problema con la falta de cobertura GNSS y siempre tuvimos un buen número de satélites.
Fácil de integrar gracias a la biblioteca C
El Ellipse-N fue muy fácil de integrar en nuestro propio marco de software utilizando la biblioteca C proporcionada. Nuestro marco utilizaba microservicios alojados en contenedores Docker donde los datos del sensor eran leídos por un microservicio.
Esto significaba que era importante que el microservicio pudiera construirse de forma automática y sin problemas. Gracias a la biblioteca proporcionada, fue sencillo incluir el código necesario en la imagen Docker y construirlo junto con nuestro propio código que interactuaba con la biblioteca.
Si sólo se hubiera proporcionado un binario, habríamos tenido que leer y analizar los datos brutos del sensor nosotros mismos, por lo que la biblioteca fue muy útil para nuestro caso. Los ejemplos y la documentación proporcionados facilitaron mucho el uso de la biblioteca y la conexión del Ellipse-N al microservicio que necesitábamos.
¿Antena simple o dual para tales condiciones?
Si un sistema de navegación inercial (INS) de una sola antena como el Ellipse-N proporciona datos de orientación y navegación muy precisos, un INS de doble antena como el Ellipse-D permite una inicialización más rápida, incluso en una posición estática.
Estas características deben tenerse en cuenta a la hora de elegir su INS. Encuentre más información sobre « cómo elegir el mejor método de rumbo ».
“No experimentamos ninguna deriva en los sensores inerciales y nos impresionó especialmente la excelente estimación de la velocidad de guiñada.” | Emil R., Engineering Manager
Ellipse-N
Ellipse-N es un sistema de navegación inercial (INS) RTK compacto y de alto rendimiento con un receptor GNSS integrado de doble banda y cuatro constelaciones. Proporciona balanceo, cabeceo, rumbo y compensación de oleaje (heave), así como una posición GNSS centimétrica.
El sensor Ellipse-N es el más adecuado para entornos dinámicos y condiciones GNSS difíciles, pero también puede funcionar en aplicaciones de menor dinámica con un rumbo magnético.
Solicite un presupuesto para el Ellipse-N
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¿Qué es GNSS vs GPS?
GNSS significa Sistema Global de Navegación por Satélite y GPS significa Sistema de Posicionamiento Global. Estos términos se utilizan a menudo indistintamente, pero se refieren a conceptos diferentes dentro de los sistemas de navegación basados en satélites.
GNSS es un término colectivo para todos los sistemas de navegación por satélite, mientras que GPS se refiere específicamente al sistema estadounidense. Incluye múltiples sistemas que proporcionan una cobertura global más completa, mientras que GPS es sólo uno de esos sistemas.
Se obtiene una mayor precisión y fiabilidad con GNSS, al integrar datos de múltiples sistemas, mientras que GPS por sí solo podría tener limitaciones dependiendo de la disponibilidad de satélites y las condiciones ambientales.
¿Cuál es la diferencia entre AHRS e INS?
La principal diferencia entre un sistema de referencia de actitud y rumbo (AHRS) y un sistema de navegación inercial (INS) radica en su funcionalidad y en el alcance de los datos que proporcionan.
El AHRS proporciona información de orientación, concretamente, la actitud (cabeceo, balanceo) y el rumbo (guiñada) de un vehículo o dispositivo. Normalmente, utiliza una combinación de sensores, como giroscopios, acelerómetros y magnetómetros, para calcular y estabilizar la orientación. El AHRS emite la posición angular en tres ejes (cabeceo, balanceo y guiñada), lo que permite a un sistema comprender su orientación en el espacio. A menudo se utiliza en la aviación, los UAV, la robótica y los sistemas marinos para proporcionar datos precisos de actitud y rumbo, que son fundamentales para el control y la estabilización del vehículo.
Un INS no sólo proporciona datos de orientación (como un AHRS), sino que también rastrea la posición, la velocidad y la aceleración de un vehículo a lo largo del tiempo. Utiliza sensores inerciales para estimar el movimiento en el espacio 3D sin depender de referencias externas como el GNSS. Combina los sensores que se encuentran en el AHRS (giroscopios, acelerómetros), pero también puede incluir algoritmos más avanzados para el seguimiento de la posición y la velocidad, integrándose a menudo con datos externos como el GNSS para mejorar la precisión.
En resumen, el AHRS se centra en la orientación (actitud y rumbo), mientras que el INS proporciona un conjunto completo de datos de navegación, incluyendo la posición, la velocidad y la orientación.
¿Cuál es la diferencia entre IMU e INS?
La diferencia entre una unidad de medición inercial (IMU) y un sistema de navegación inercial (INS) radica en su funcionalidad y complejidad.
Una IMU (unidad de medición inercial) proporciona datos brutos sobre la aceleración lineal y la velocidad angular del vehículo, medidos por acelerómetros y giróscopos. Suministra información sobre balanceo, cabeceo, guiñada y movimiento, pero no calcula la posición ni los datos de navegación. La IMU está específicamente diseñada para transmitir datos esenciales sobre el movimiento y la orientación para el procesamiento externo con el fin de determinar la posición o la velocidad.
Por otro lado, un INS (sistema de navegación inercial) combina los datos de la IMU con algoritmos avanzados para calcular la posición, la velocidad y la orientación de un vehículo a lo largo del tiempo. Incorpora algoritmos de navegación como el filtrado de Kalman para la fusión e integración de sensores. Un INS proporciona datos de navegación en tiempo real, incluyendo la posición, la velocidad y la orientación, sin depender de sistemas de posicionamiento externos como el GNSS.
Este sistema de navegación se utiliza normalmente en aplicaciones que requieren soluciones de navegación integrales, particularmente en entornos sin GNSS, como UAV militares, barcos y submarinos.
¿Acepta el INS entradas de sensores de ayuda externos?
Los Sistemas de Navegación Inercial de nuestra empresa aceptan entradas de sensores de ayuda externos, como sensores de datos aéreos, magnetómetros, odómetros, DVL y otros.
Esta integración hace que el INS sea muy versátil y fiable, especialmente en entornos sin GNSS.
Estos sensores externos mejoran el rendimiento general y la precisión del INS al proporcionar datos complementarios.