自律型レーシングカー
AMZ は、モーション、機器の同期、および車両の動的解析のために、軽量で小型の Ellipse-N INS を選択しました。
"たとえば、LiDAR を使用して、センサーフュージョンのタスクを容易にする、堅牢なハイエンド慣性航法システムが必要でした。" | チームメンバー、ミゲル・デ・ラ・イグレシア・バールス
自動運転車のコア部品であるIMUとGPS
Formula Student Germanyは、史上初めて自動運転カテゴリーを導入しました。そこでは、レーシングカーは人間の介入なしで運転できるように適合させる必要がありました。
AMZはこの挑戦を受け、「flüela」を準備しました。これは、2015年からの競技で使用されていた車で、自動運転車になるように準備されました。AMZチームにとって、自動運転車を設計する際、IMUとGPSはセンサー群のコア部分です。
AMZ Racingで使用されているINS/GNSS、Ellipse-N
軽量で小型のSBG Ellipse-Nは、そのカテゴリーで最も正確であり、AMZチームによると、最も簡単にインターフェースできます。チームはまた、出力位置データの品質に驚いていました。Ellipse-Nは、GNSSが停止した場合でも、慣性データと位置情報を融合して連続的な軌跡を実現します。
非常に厳しい条件で使用
AMZチームによると、非常に暑い日や雨の日、多くの振動、取り付け、取り外し、プラグの抜き差しなど、過酷なテストシーズンでした。しかし、センサーは一度も故障しませんでした。SBGのすべての慣性センサーは、あらゆる条件下で一定の動作をするように、動的および温度（-40°～80°C）で校正されています。
AMZの成功
チームは何とかして次のことを達成しました。
- スキッドパッドで1位（可能な限り速く定常状態で旋回する能力）
- trackdriveで1位（コーンでマークされた未知のトラックでのレース）、
- 加速性能（自動車の加速能力を測定）。
イベント全体では、静的 дисциплины も含まれており、チームは優れた結果を収めました。エンジニアリング設計とコストで1位、自律設計で2位、ビジネスプランのプレゼンテーションで3位を獲得しました。
Ellipse-N、堅牢な小型INS/GNSS
SBGEllipseは、0.1°のロール角およびピッチ角、0.5°のGPSベースのヘディング角、およびメートル級のGNSS （この場合はGPS＋GLONASS衛星群）を提供します。
「ジャイロスコープの品質には驚かされました。私たちのチームも大学関係者も、これほどドリフトが少ないとは誰も信じられませんでした」と、デ・ラ・イグレシア・ヴァルス氏は述べています。AMZチームも、出力される位置データの品質に感銘を受けました。
Ellipse GNSS 内蔵しており、慣性データと位置情報をリアルタイムで融合させることで、GNSS 場合でも連続的な軌跡を算出します。
さらに、慣性センサーの性能と堅牢性をさらに向上させるため、陸上用途向けの追加アルゴリズムも開発されました。堅牢性というのは、それが失われて初めてその重要性に気づくものの一つです。
AMZチームによると、非常に暑い日や激しい雨の日、激しい振動、取り付け・取り外し、接続・切断が繰り返されるなど、厳しいテストシーズンだったとのことです。しかし、センサーは一度も故障しませんでした。
この信頼性は、徹底した工場での校正によるものでもあります。 すべてのSBG慣性センサーは、動的条件および温度条件において校正されています。Ellipseジャイロスコープ、加速度計、磁力計については、バイアスが補正され、-40°～80°Cの範囲で校正されており、あらゆる条件下で安定した動作が保証されています。
Ellipse-N
Ellipse-Nは、デュアルバンド、クアッドコンステレーションGNSS受信機を統合した、コンパクトで高性能なRTK INS（慣性航法システム）です。さらに、ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブ、およびセンチメートルレベルのGNSS測位を提供します。
Ellipse-Nセンサーは、ダイナミックな環境やGNSSの受信状態が悪い環境に適しています。また、磁気ヘディングを使用して、より低いダイナミックなアプリケーションでも効果的に動作します。
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AHRSとINSの違いは何ですか？
Attitude and Heading Reference System（AHRS）とInertial Navigation System（INS）の主な違いは、その機能と提供するデータの範囲にあります。
AHRS は、車両またはデバイスの姿勢（ピッチ、ロール）および方位（ヨー）に関する情報を提供します。通常、ジャイロスコープ、加速度計、磁力計などのセンサーの組み合わせを使用して、姿勢を計算および安定化します。AHRS は、3 軸（ピッチ、ロール、ヨー）の角度位置を出力し、システムが空間内での姿勢を理解できるようにします。航空、UAV、ロボット工学、および海洋システムで、正確な姿勢および方位データを提供するために使用されることが多く、これは車両の制御および安定化に不可欠です。
INSは、姿勢データ（AHRSなど）を提供するだけでなく、車両の位置、速度、および加速度を時間とともに追跡します。慣性センサーを使用して、GNSSのような外部参照に依存せずに、3D空間での動きを推定します。AHRS（ジャイロスコープ、加速度計）にあるセンサーを組み合わせますが、位置と速度の追跡のためのより高度なアルゴリズムも含まれる場合があり、多くの場合、精度を高めるためにGNSSのような外部データと統合されます。
要約すると、AHRSは向き（姿勢と方位）に焦点を当てていますが、INSは位置、速度、向きを含むナビゲーションデータの完全なスイートを提供します。
IMUとINSの違いは何ですか？
慣性計測ユニット（IMU）と慣性航法システム（INS）の違いは、その機能と複雑さにあります。
IMU 慣性計測装置）は、加速度計やジャイロスコープによって測定された、車両の直線加速度および角速度に関する生データを提供します。IMUは、ロール、ピッチ、ヨー、および運動に関する情報を提供しますが、位置や航法データを計算することはありません。IMU 、位置や速度を決定するための外部処理に向けて、運動や姿勢に関する必須データを中継するように特別にIMU 。
一方、INS 慣性航法システム）は IMU のデータと高度なアルゴリズムを組み合わせて、時間の経過に伴う車両の位置、速度、および姿勢を算出します。これには、センサーフュージョンや統合のためのカルマンフィルタリングなどのナビゲーションアルゴリズムが組み込まれています。INS 、GNSSのような外部測位システムに依存することなく、位置、速度、姿勢を含むリアルタイムのナビゲーションデータINS 。
このナビゲーションシステムは、特に軍事用UAV、船舶、潜水艦など、GNSS環境において、包括的なナビゲーションソリューションを必要とする用途で一般的に利用されています。
GNSS と GPS の違いとは？
GNSSはGlobal Navigation Satellite Systemの略であり、GPSはGlobal Positioning Systemの略です。これらの用語はしばしば混同して使用されますが、衛星測位システム内では異なる概念を指します。
GNSSは全ての衛星測位システムの総称であり、GPSは特に米国のシステムを指します。GNSSはより包括的なグローバルカバレッジを提供する複数のシステムを含みますが、GPSはそのシステムの一つに過ぎません。
GNSSを使用すると、複数のシステムからのデータを統合することで、精度と信頼性が向上します。GPS単独では、衛星の利用可能性や環境条件によっては制限がある場合があります。
