Formula Student: el papel crucial de la IMU/GNSS

La Formula Student es una competición internacional de ingeniería educativa en la que equipos de estudiantes de todo el mundo diseñan, construyen y corren con sus propios coches de carreras de fórmula. La competición incluye 3 categorías: Coches eléctricos, sin conductor y de combustión.

Los participantes en la Formula Student no sólo deben construir el coche de carreras más rápido, sino también destacar en resistencia, aceleración y rendimiento en la pista de derrape.

Como experto en sistemas de navegación inercial y socio de varios equipos, entrevistamos a varios equipos de ingenieros que utilizan nuestra unidad de medición inercial (IMU) combinada con el sistema mundial de navegación por satélite (GNSS) para entender cuáles son los elementos clave del éxito.

La importancia de la IMU/GNSS para una dinámica precisa del automóvil

La IMU/GNSS proporciona información decisiva sobre el estado del coche, como la posición, la velocidad, la velocidad de guiñada, el ángulo de deslizamiento, la aceleración y la orientación, a los coches de los equipos competidores, como afirma D. Kiesewalter, de AMZ Racing: "Necesitábamos una IMU por varias razones. Principalmente para determinar el estado de posición de nuestro coche.

También necesitábamos un control eficaz de la dinámica y una determinación fiable y precisa de los ángulos de Euler (balanceo, cabeceo y cabo)". De este modo, los ingenieros de coches eléctricos y de combustible pueden saber qué mejorar comparando el estado real con el teórico.

Criterios de dinámica del coche de Formula Student

Dominar la aceleración es primordial durante las carreras de Fórmula. Cuando el coche acelera demasiado, puede derrapar, lo que provoca el desgaste de las ruedas. Para minimizar el desgaste de los neumáticos y aprovechar al máximo la potencia y el rendimiento del motor, hay que controlar la aceleración.

El seguimiento de la trayectoria del coche de carreras es esencial. Gracias a los datos de la IMU/GNSS se realiza un análisis del circuito, especialmente de la posición, que ayuda a determinar si el coche está bien posicionado dentro del circuito o al girar.

No olvidemos que la Formula Student es una carrera. Uno de los objetivos de la competición es ir más rápido en la pista que los demás equipos. La velocidad es, por tanto, un factor crucial a estudiar, gracias a la IMU/GNSS. Pero es aún más importante para los coches de carreras eléctricos, ya que necesitan hacer un seguimiento de la energía consumida.

Coches de carreras sin conductor: Sacando lo mejor de cabo y la navegación de la IMU/GNSS.

Los coches de carreras pueden utilizar GPS de una sola antena para cabo, pero los vehículos sin conductor confían en IMU/GNSS de doble antena para una cabo precisa. Permite una inicialización más rápida y proporciona una cabo real incluso en posición estacionaria.

J. Liberal Huarte, de UPC Driverless (ETSEIB), explica que cabo y la localización son esenciales para que otras partes del equipo funcionen correctamente: "Cuando operamos con tecnologías LiDAR, el hecho de que te dirijas 1 grado hacia un lado u otro influye mucho en la posición.

Así que la precisión de cabo es un requisito importante. Y también, la localización y el mapeado: es muy importante localizarse en X, Y". Por lo tanto, implementar un GNSS/IMU dual en este tipo de coches de carreras es la mejor solución, ya que proporciona cabo y posición reales, lo que también ayuda a estabilizar el LiDAR.

cabo es tan importante como una navegación precisa para los coches de carreras sin conductor. La cinemática en tiempo real (RTK) permite una estimación extremadamente precisa de la posición (1-2 cm). Cuanto más precisa sea la IMU/GNSS, más capaz será el coche de mantenerse en el carril del circuito sin desviarse.

La IMU/GNSS analiza el circuito para garantizar el posicionamiento óptimo del coche y la optimización de la trayectoria.