Auto da corsa autonoma
AMZ ha scelto l'INS Ellipse-N , leggero e di dimensioni ridotte, per il movimento, la sincronizzazione delle apparecchiature e l'analisi dinamica del veicolo.
"Avevamo bisogno di un robusto sistema di navigazione inerziale di fascia alta che facilitasse il compito di fusione dei sensori, ad esempio con un LiDAR". | Miguel de la Iglesia Valls, membro del team
IMU e GPS, componenti fondamentali dell'auto autonoma
Per la prima volta in assoluto, la Formula Student Germany ha introdotto una categoria driverless, in cui le auto da corsa dovevano essere adattate per guidare senza alcun intervento umano.
AMZ ha deciso di accettare la sfida e ha preparato "flüela", la sua auto utilizzata per le competizioni dal 2015, per essere driverless. Per il team AMZ, quando si progetta un veicolo senza conducente, l'IMU e il GPS sono una parte fondamentale della suite di sensori.
Ellipse-N, l'INS utilizzato da AMZ Racing
Leggero e piccolo, SBG Ellipse-N è il più preciso della sua categoria e il più facile da interfacciare, secondo il team di AMZ, che è rimasto stupito anche dalla qualità dei dati di posizione in uscita. L'Ellipse-N fonde i dati inerziali e le informazioni sulla posizione per una traiettoria continua anche in caso di interruzione del GNSS.
Utilizzato in condizioni molto difficili
Secondo il team AMZ, è stata una stagione di test molto dura, con giornate molto calde, giornate estremamente piovose, molte vibrazioni, montaggio, smontaggio, inserimento e disinserimento. Il sensore non ha mai fallito. Ogni sensore inerziale SBG è calibrato in dinamica e temperatura (da -40° a 80°C) per un comportamento costante in ogni condizione.
Il successo di AMZ
La squadra è riuscita ad essere:
- primo in skidpad (capacità di girare a regime il più velocemente possibile)
- primo in trackdrive (gara in un tracciato sconosciuto contrassegnato da coni),
- secondo in accelerazione (misura la capacità dell'auto di accelerare velocemente).
L'evento complessivo comprende discipline statiche in cui il team ha ottenuto buoni risultati: primo nella progettazione ingegneristica e nei costi, secondo nella progettazione autonoma e terzo nella presentazione del business plan.
Ellipse-N, il robusto INS in miniatura
L'SBG Ellipse-N offre un rollio e un beccheggio di 0,1°, una direzione basata sul GPS di 0,5° e una posizione GNSS a livello del metro (in questo caso le costellazioni GPS + GLONASS).
"Siamo rimasti stupiti dalla qualità dei giroscopi. Nessuno nel nostro team né nella nostra università poteva credere alla piccola deriva che stavamo sperimentando", afferma De la Iglesia Valls. Anche il team AMZ è rimasto stupito dalla qualità dei dati di posizione in uscita.
Ellipse-N integra un ricevitore GNSS e fonde i dati inerziali e le informazioni di posizione in tempo reale per una traiettoria continua anche in caso di interruzione del GNSS.
Sono stati sviluppati anche algoritmi aggiuntivi per le applicazioni terrestri per migliorare ulteriormente le prestazioni e la robustezza del sensore inerziale. La robustezza è una di quelle cose che si notano solo quando non ci sono.
Secondo il team di AMZ, è stata una stagione di test molto dura, con giornate molto calde e molto piovose, molte vibrazioni, montaggio, smontaggio, inserimento e disinserimento. Il sensore non si è mai guastato.
Questa affidabilità è dovuta anche all'ampia calibrazione di fabbrica. Ogni sensore inerziale SBG è calibrato in dinamica e temperatura; i bias di giroscopi, accelerometri e magnetometri Ellipse-N sono corretti e calibrati da -40° a 80°C per un comportamento costante in ogni condizione.
Ellipse-N
Ellipse-N è un sistema di navigazione inerzialeINS) RTK compatto e ad alte prestazioni con un ricevitore GNSS integrato a doppia banda e quadrupla costellazione. Fornisce rollio, beccheggio, direzione e ondulazione, oltre a una posizione GNSS centimetrica.
Il sensoreEllipse-N è particolarmente adatto per ambienti dinamici e condizioni GNSS difficili, ma può funzionare anche in applicazioni meno dinamiche con una direzione magnetica.
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Avete domande?
Benvenuti nella nostra sezione FAQ! Qui troverete le risposte alle domande più comuni sulle applicazioni che presentiamo. Se non trovate quello che cercate, non esitate a contattarci direttamente!
Qual è la differenza tra AHRS e INS?
La differenza principale tra un sistema di riferimento per l'assetto e la direzione (AHRS) e un sistema di navigazione inerziale (INS).INS) sta nella loro funzionalità e nella portata dei dati che forniscono.
L'AHRS fornisce informazioni sull'orientamento, in particolare l'assetto (beccheggio, rollio) e la direzione (imbardata) di un veicolo o di un dispositivo. In genere utilizza una combinazione di sensori, tra cui giroscopi, accelerometri e magnetometri, per calcolare e stabilizzare l'orientamento. L'AHRS fornisce la posizione angolare su tre assi (beccheggio, rollio e imbardata), consentendo a un sistema di comprendere il proprio orientamento nello spazio. Viene spesso utilizzato nell'aviazione, negli UAV, nella robotica e nei sistemi marini per fornire dati precisi sull'assetto e sulla direzione, fondamentali per il controllo e la stabilizzazione del veicolo.
Un INS non solo fornisce dati sull'orientamento (come un AHRS), ma traccia anche la posizione, la velocità e l'accelerazione di un veicolo nel tempo. Utilizza sensori inerziali per stimare il movimento nello spazio 3D senza affidarsi a riferimenti esterni come il GNSS. Combina i sensori presenti negli AHRS (giroscopi, accelerometri) ma può anche includere algoritmi più avanzati per il rilevamento della posizione e della velocità, spesso integrandosi con dati esterni come i GNSS per una maggiore precisione.
In sintesi, l'AHRS si concentra sull'orientamento (assetto e direzione), mentre l'INS fornisce una serie completa di dati di navigazione, tra cui posizione, velocità e orientamento.
Qual è la differenza tra IMU e INS?
La differenza tra un'unità di misura inerzialeIMU) e un sistema di navigazione inerziale (INS) sta nella loro funzionalità e complessità.
Un'unità di misura inerziale ( IMU ) fornisce dati grezzi sull'accelerazione lineare e sulla velocità angolare del veicolo, misurati da accelerometri e giroscopi. Fornisce informazioni su rollio, beccheggio, imbardata e movimento, ma non calcola la posizione o i dati di navigazione. L'IMU è specificamente progettato per trasmettere i dati essenziali sul movimento e l'orientamento all'elaborazione esterna per determinare la posizione o la velocità.
D'altra parte, un INS (sistema di navigazione inerziale) combina IMU con algoritmi avanzati per calcolare la posizione, la velocità e l'orientamento del veicolo nel tempo. Incorpora algoritmi di navigazione come il filtraggio di Kalman per la fusione e l'integrazione dei sensori. Un sistema INS fornisce dati di navigazione in tempo reale, tra cui posizione, velocità e orientamento, senza affidarsi a sistemi di posizionamento esterni come il GNSS.
Questo sistema di navigazione è tipicamente utilizzato in applicazioni che richiedono soluzioni di navigazione complete, in particolare in ambienti in cui il GNSS è negato, come UAV militari, navi e sottomarini.
Che cos'è il GNSS rispetto al GPS?
GNSS sta per Global Navigation Satellite System (sistema globale di navigazione satellitare) e GPS per Global Positioning System (sistema di posizionamento globale). Questi termini sono spesso usati in modo intercambiabile, ma si riferiscono a concetti diversi nell'ambito dei sistemi di navigazione satellitare.
GNSS è un termine collettivo per tutti i sistemi di navigazione satellitare, mentre GPS si riferisce specificamente al sistema statunitense. Include più sistemi che forniscono una copertura globale più completa, mentre il GPS è solo uno di questi sistemi.
Con il GNSS si ottiene una maggiore precisione e affidabilità, grazie all'integrazione dei dati provenienti da più sistemi, mentre il GPS da solo potrebbe avere dei limiti a seconda della disponibilità dei satelliti e delle condizioni ambientali.