Formula Student : le rôle crucial de l'IMU/GNSS

La Formula Student est un concours international d'ingénierie éducative dans lequel des équipes d'étudiants du monde entier conçoivent, construisent et font courir leurs propres voitures de course. Le concours comprend trois catégories : Voitures électriques, Voitures sans conducteur et Voitures à combustion.

Les participants à la Formula Student doivent non seulement construire la voiture de course la plus rapide, mais aussi exceller en matière d'endurance, d'accélération et de performances sur les pistes de dérapage.

En tant qu'expert en systèmes de navigation inertielle et partenaire de plusieurs équipes, nous avons interrogé diverses équipes d'ingénieurs utilisant notre centrale inertielle (IMU) combiné à un système de navigation globale par satellite (GNSS) afin de comprendre quels sont les éléments clés de la réussite.

L'importance de l'IMU/GNSS pour une dynamique automobile précise

L'IMU/GNSS fournit des informations décisives sur l'état de la voiture, telles que la position, la vitesse, la vitesse de lacet, l'angle de dérapage, l'accélération et l'orientation des voitures des équipes concurrentes, comme l'a déclaré D. Kiesewalter, d'AMZ Racing: "Nous avions besoin d'un IMU pour plusieurs raisons. Tout d'abord pour déterminer la position de notre voiture.

Nous avions également besoin d'un contrôle dynamique efficace et d'une détermination fiable et précise des angles d'Euler (roulis, tangage, et cap)." De cette manière, les ingénieurs des voitures électriques et à combustible peuvent comprendre ce qu'il faut améliorer en comparant l'état réel à l'état théorique.

Critères de dynamique des voitures de Formula Student

La maîtrise de l'accélération est primordiale lors des courses de Formule. Lorsque la voiture accélère trop, elle peut dériver, ce qui entraîne l'usure des roues. Pour minimiser l'usure des pneus et tirer le meilleur parti de la puissance et des performances du moteur, l'accélération doit être contrôlée.

Le suivi de la trajectoire de la voiture de course est essentiel. Une analyse du circuit est effectuée grâce aux données IMU/GNSS, en particulier la position, et permet de déterminer si la voiture est bien positionnée à l'intérieur du circuit ou dans les virages.

N'oublions pas que la Formula Student est une course. L'un des objectifs de la compétition est d'aller plus vite sur la piste que les autres équipes. La vitesse est donc un facteur crucial à étudier, grâce à l'IMU/GNSS. Mais c'est encore plus important pour les voitures de course électriques, car elles doivent suivre l'énergie consommée.

Voitures de course sans conducteur : Tirer le meilleur de cap et de la navigation à partir de l'IMU/GNSS

Les voitures de course peuvent utiliser le GPS à une seule antenne pour cap, mais les véhicules sans conducteur s'appuient sur l'IMU/GNSS à deux antennes pour un positionnement précis cap. Il permet une initialisation plus rapide et fournit un véritable cap même en position stationnaire.

J. Liberal Huarte de UPC Driverless (ETSEIB) explique que cap et la localisation sont essentielles au bon fonctionnement des autres parties de l'équipement : "Lorsque nous travaillons avec des technologies LiDAR, le fait que vous vous dirigiez d'un degré d'un côté ou de l'autre influe beaucoup sur la position.

La précision de cap est donc une exigence majeure. Et aussi, la localisation et la cartographie : il est très important de se localiser en X, Y." C'est pourquoi la mise en œuvre d'un double GNSS/IMU dans ce type de voiture de course est la meilleure solution, car il fournit une position et un site cap exacts, ce qui permet également de stabiliser le LiDAR.

cap est aussi importante qu'une navigation précise pour les voitures de course sans conducteur. La cinématique en temps réel (RTK) permet une estimation extrêmement précise de la position (1-2 cm). Plus l'IMU/GNSS est précis, plus la voiture est capable de rester dans la voie du circuit sans dériver.

L'IMU/GNSS analyse le circuit pour assurer le positionnement optimal de la voiture et l'optimisation de la trajectoire.