Auto da corsa elettrica di Formula Student
Il team TUfast ha equipaggiato la sua auto da corsa elettrica con l'GNSS miniaturizzato Ellipse2-N per l'analisi della dinamica.
"L'Ellipse è stato un fattore decisivo per il successo della nostra auto nel 2018 (1° posto all'autocross nel Regno Unito, in Germania e in Spagna; 1° posto assoluto in Australia)". | Alexandre K., Dinamica del veicolo TU FAST Team
TUfast alla Formula Student Electric
La Formula SAE è stata fondata nel 1979 da professori negli Stati Uniti ed è arrivata in Europa nel 1999. L'obiettivo del progetto è consentire agli studenti di mettersi alla prova, testare le proprie capacità e imparare a lavorare su un progetto di grandi dimensioni in team.
La competizione ha accolto la categoria Electric alcuni anni fa e TUfast gareggia con la sua auto elettrica chiamata “eb018” che incorpora l'Ellipse2-N, un sistema di navigazione inerziale miniaturizzato di SBG Systems.
Dinamica del veicolo
L'GNSS Ellipse è stato installato sull'eb018. L'IMU e la velocità del GPS sono le fonti principali del filtro utilizzato dal team per stimare lo stato del veicolo (velocità, angolo di slittamento, accelerazioni X e Y e tasso di imbardata).
Questo stato è stato poi confrontato con uno stato desiderato per generare il comando di ciascun motore. L'Ellipse2-N è stato quindi un fattore decisivo per il grande successo dell'auto TUfast nel 2018 (1° posto in autocross nel Regno Unito, in Germania e in Spagna; 1° posto assoluto in Australia).
Analisi degli pneumatici
Le posizioni GPS sono state ampiamente utilizzate per l'analisi. Il team ha generato molte mappe per comprendere in modo più intuitivo tutti i fenomeni che influenzano le prestazioni di eb018. Un esempio molto significativo è la mappa della traccia qui sotto. Essa mostra un fattore di correzione interno al nostro filtro di Kalman.
Grazie a questo, apprendiamo che il nostro modello di pneumatico sovrastima le forze longitudinali (blu/verde nei rettilinei) e ha una stima piuttosto buona delle forze laterali (arancione/giallo in curva).
Uso di Ellipse-N nell'auto del 2019
È stato un piacere lavorare con Ellipse e il suo software, che si sono dimostrati facili da configurare. La documentazione contiene tutto il necessario per iniziare e sviluppare l'interfaccia con il nostro sistema.
I dati forniti da Ellipse sono accurati e hanno mostrato in alcuni momenti un errore inferiore a 10 cm su percorsi di oltre 1 km. Siamo molto soddisfatti di questo prodotto, spiega Alexandre Kopp, responsabile della Vehicle Dynamics presso il team TUfast.
Su eb019, sfrutteremo ancora di più il potenziale di Ellipse2-N. Utilizzeremo 2 filtri di Kalman: uno per lo stato principale (come su eb018) e un secondo per filtrare i sensori e i dati forniti al modello fisico del filtro principale.
Il filtro principale sarà inoltre migliorato con una stima della posizione e della direzione. L'Ellipse2-N rimane quindi il sensore più importante della nostra auto per la stima dello stato. Il suo filtro di Kalman integrato sarà particolarmente utile su eb019 con stime accurate degli angoli di rollio, beccheggio e imbardata.
Questi tre sono necessari per i calcoli delle forze aerodinamiche.
Ellipse-N
Ellipse 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 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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Ha delle domande?
Benvenuti nella nostra sezione FAQ! Qui troverete le risposte alle domande più comuni sulle applicazioni che presentiamo. Se non trovate quello che state cercando, non esitate a contattarci direttamente!
Cos'è GNSS rispetto a GPS?
GNSS sta per Global Navigation Satellite System e GPS per Global Positioning System. Questi termini sono spesso usati in modo intercambiabile, ma si riferiscono a concetti diversi all'interno 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 GPS è solo uno di questi sistemi.
Si ottiene una maggiore accuratezza e affidabilità con GNSS, integrando i dati provenienti da più sistemi, mentre il solo GPS potrebbe avere delle limitazioni a seconda della disponibilità dei satelliti e delle condizioni ambientali.
Qual è la differenza tra AHRS e INS?
La differenza principale tra un sistema di riferimento per l'assetto e la direzioneAHRS) e un sistema di navigazione inerziale (INS).INS) sta nella loro funzionalità e nella portata dei dati che forniscono.
AHRS fornisce informazioni sull'orientamento, in particolare, l'assetto (beccheggio, rollio) e l'heading (imbardata) di un veicolo o dispositivo. In genere utilizza una combinazione di sensori, tra cui giroscopi, accelerometri e magnetometri, per calcolare e stabilizzare l'orientamento. L'AHRS restituisce la posizione angolare su tre assi (beccheggio, rollio e imbardata), consentendo a un sistema di comprendere il proprio orientamento nello spazio. Viene spesso utilizzato in aviazione, UAV, robotica e sistemi marini per fornire dati accurati di assetto e heading, 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 sistema di navigazione inerziale ( INS ) 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 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 GNSS, come UAV militari, navi e sottomarini.
L INS accetta input da sensori esterni di ausilio?
I sistemi di navigazione inerziale della nostra azienda accettano input da sensori di ausilio esterni, come sensori di dati aerei, magnetometri, odometri, DVL e altri.
Questa integrazione rende l'INS altamente versatile e affidabile, soprattutto in ambienti GNSS.
Questi sensori esterni migliorano le prestazioni complessive e la precisione dell'INS fornendo dati complementari.
