フォーミュラ・ステューデント
"Ellipse-N 、私たちの2018年の大成功（イギリス、ドイツ、スペインのオートクロスで1位、オーストラリアで総合1位）の決め手となりました。" | アレクサンドル・K、ビークルダイナミクスTU FASTチーム
フォーミュラ・ステューデント・エレクトリックでのTUFast
フォーミュラSAEは、1979年にアメリカの教授たちによって創設され、1999年にヨーロッパに上陸した。このプロジェクトは、学生が自分自身に挑戦し、能力を試し、チームで巨大プロジェクトに取り組む方法を学ぶことを目的としている。
TUfastは、SBG Systems小型慣性航法システムEllipse2-Nを搭載した電気自動車「eb018」で出場する。
車両力学
eb018にはEllipse2-NINS搭載されている。IMU GPSの速度は、チームが車両の状態（速度、スリップ角、XおよびY加速度、ヨーレート）を推定するために使用したフィルタの主なソースです。
この状態は、その後、各モーターのコマンドを生成するために所望の状態と比較されています。したがってEllipse2-Nは、TUfastが2018年に大成功を収めたマシン（イギリス、ドイツ、スペインのオートクロスで1位、オーストラリアで総合1位）の決め手となった。
タイヤ分析
GPSの位置は分析に広く利用された。チームは、eb018のパフォーマンスに影響を与えるすべての現象をより直感的に理解するために、多くの地図を作成した。非常に洞察に満ちた例が、下のトラックマップである。これは我々のカルマンフィルターの内部補正係数を示している。
私たちのタイヤモデルは、縦方向のタイヤ力（ストレートでは青／緑）を過大評価し、横方向の力（コーナーではオレンジ／黄色）をかなりよく見積もっていることがわかった。
Ellipse-N 2019年型車への採用
Ellipseとそのソフトウエアはとても使いやすく、設定も簡単でした。
Ellipseが提供するデータは正確で、1km以上の走行で誤差が10cm未満になることもありました。私たちはこの製品に非常に満足しています」とTUfastチームのビークルダイナミクス担当アレクサンドル・コップ氏は説明する。
eb019では、Ellipse2-Nのポテンシャルをさらに引き出す予定です。1つはメイン状態用（eb018と同じ）、もう1つはメインフィルターの物理モデルに供給されるセンサーとデータのフィルター用です。
メインフィルターは、位置と方位の推定でも改良される。このように、Ellipse2-Nは、私たちの車の状態推定に最も重要なセンサーであり続けます。その統合カルマンフィルターは、ロール角、ピッチ角、ヨー角の正確な推定により、eb019で特に役立つ。
これら3つは、空力計算に必要である。
Ellipse-N
Ellipse-N コンパクトで高性能なRTK慣性航法システムINS）で、デュアルバンド、クアッドコンステレーションGNSSレシーバーを内蔵しています。
Ellipse-N センサーは、ダイナミックな環境や過酷なGNSS条件に最適ですが、磁気ヘディングを使用した低ダイナミックなアプリケーションでも動作可能です。
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GNSSとGPSの違いとは？
GNSSはGlobal Navigation Satellite System（全地球航法衛星システム）、GPSはGlobal Positioning System（全地球測位システム）の略。これらの用語はしばしば同じ意味で使われるが、衛星ベースのナビゲーション・システムでは異なる概念を指す。
GNSSはすべての衛星ナビゲーション・システムの総称であり、GPSは特に米国のシステムを指す。GNSSには、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が含まれるが、GPSはそのうちの1つに過ぎない。
GPSだけでは衛星の有無や環境条件によって限界があるのに対し、GNSSでは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。
GNSSは、GPSやその他のシステムを含む、より広範な衛星航法システムのカテゴリーを表し、GPSは米国が開発した特定のGNSSである。
AHRS とINS の違いは何ですか？
姿勢・方位リファレンス・システム(AHRS)と慣性航法システム(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 方位情報とは、車両やデバイスの姿勢（ピッチ、ロール）と方位（ヨー）のこと。通常、ジャイロスコープ、加速度計、地磁気計などのセンサーを組み合わせて使用し、方位を計算して安定させる。AHRS 、3軸（ピッチ、ロール、ヨー）の角度位置を出力し、システムが空間内の方位を把握できるようにする。航空機、UAV、ロボット工学、マリーン システムでよく使用され、車両の制御と安定化に不可欠な正確な姿勢と方位データを提供する。
INS は、方位データ（AHRS のようなもの）を提供するだけでなく、車両の位置、速度、加速度を経時的に追跡する。GNSSのような外部基準に頼ることなく、慣性センサーを使用して3D空間での動きを推定します。これは、AHRS （ジャイロスコープ、加速度計）に見られるセンサーを組み合わせたものですが、位置と速度の追跡のためのより高度なアルゴリズムを含む場合もあり、精度を高めるためにGNSSのような外部データと統合することもよくあります。
要約すると、AHRS は方位（姿勢と方位）に重点を置き、INS は位置、速度、方位を含む航法データ一式を提供する。
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る。
IMU （慣性計測ユニット）は、加速度計とジャイロスコープによって計測された車両の直線加速度と角速度の生データを提供する。ロール、ピッチ、ヨー、モーションに関する情報は提供するが、位置やナビゲーション・データは計算しない。IMU は、位置や速度を決定するための外部処理のために、動きや方向に関する重要なデータを中継するために特別に設計されています。
一方、INS （慣性航法システム）は、IMU のデータを高度なアルゴリズムと組み合わせて、車両の位置、速度、向きを経時的に計算する。これは、センサーフュージョンと統合のためのカルマンフィルタリングのようなナビゲーションアルゴリズムを組み込んでいる。INS 、GNSSのような外部測位システムに頼ることなく、位置、速度、方位を含むリアルタイムのナビゲーションデータを提供する。
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が利用できない環境で包括的なナビゲーション・ソリューションを必要とするアプリケーションで一般的に利用されている。
INS は外部補助センサーからの入力を受け付けるのか？
当社の慣性航法システムは、航空データセンサー、磁力計、オドメーター、DVLなどの外部補助センサーからの入力を受け入れます。
この統合により、INS は、特にGNSSが利用できない環境において、高い汎用性と信頼性を実現している。
これらの外部センサーは、補完的なデータを提供することにより、INS の全体的な性能と精度を向上させる。
