フォーミュラ・ステューデント：IMU/GNSSの重要な役割

フォーミュラ・ステューデントは、世界中の学生チームが独自のフォーミュラ・レーシングカーを設計、製作、レースする国際的な教育工学コンテストである。競技には3つのカテゴリーがある：電気自動車、無人自動車、可燃自動車である。

フォーミュラ・ステューデントの参加者は、最速のレーシングカーを作るだけでなく、耐久性、加速、スキッドパッド性能にも優れていなければならない。

慣性航法システムの専門家として、また複数のチームのパートナーとして、成功の鍵となる要素は何かを理解するために、全地球航法衛星システム（GNSS）と組み合わせた当社の慣性計測ユニット（IMU）を使用しているさまざまなエンジニアチームにインタビューを行いました。

正確なカー・ダイナミクスにおけるIMU/GNSSの重要性

IMU/GNSSは、位置、速度、ヨーレート、スリップアングル、加速度、方位など、マシンの状態に関する決定的な情報を参戦チームのマシンに提供する：「IMUを必要とした理由はいくつかあります。私たちがIMUを必要としたのにはいくつかの理由があります。

また、効率的なダイナミクス制御と、オイラー角（ロール、ピッチ、ヘディング）の確実で正確な決定も必要でした」。こうすることで、電気自動車や可燃性自動車のエンジニアは、実際の状態を理論的なものと比較することで、何を改善すべきかを理解することができる。

フォーミュラ・ステューデントのカー・ダイナミクス基準

加速をマスターすることは、フォーミュラのレースでは基本中の基本だ。加速しすぎるとドリフトし、ホイールが摩耗する。タイヤの摩耗を最小限に抑え、エンジンのパワーとパフォーマンスを最大限に引き出すためには、加速をチェックしなければならない。

レーシングカーの軌跡の追跡は不可欠です。IMU/GNSSのデータ、特に位置のおかげでサーキット分析が行われ、サーキット内や旋回時にマシンが良い位置にいるかどうかを判断するのに役立つ。

フォーミュラ・ステューデントがレースであることを忘れてはならない。競技の目標のひとつは、他のチームよりも速くコースを走ることだ。そのため、IMU/GNSSのおかげで、スピードは研究すべき重要な要素となっている。しかし、電気レーシングカーにとっては、消費エネルギーを追跡する必要があるため、さらに重要です。

ドライバーレスのレーシングカー：IMU/GNSSからヘディングとナビゲーションの長所を引き出す

レーシングカーはヘディングのためにシングルアンテナGPSを使うかもしれないが、ドライバーレス車両は正確なヘディングのためにデュアルアンテナIMU/GNSSに依存している。IMU/GNSSは、より高速な初期化を可能にし、静止状態でも正確なヘディングを提供します。

J.UPC Driverless（ETSEIB）のLiberal Huarte氏は、機器の他の部分が適切に機能するためには、方位と定位が不可欠であると説明する：「LiDAR技術を使う場合、方位が左右のどちらかに1度ずれているかどうかで、位置が大きく左右されます。

だから、正確なヘディングは大きな要件だ。また、ローカライゼーションとマッピングも重要です。したがって、この種のレースカーにデュアルGNSS/IMUを実装することは、真の方位と位置を提供し、LiDARの安定化にも役立つので、最良のソリューションです。

ドライバーレスのレーシングカーにとって、ヘディングは正確なナビゲーションと同じくらい重要です。リアルタイム・キネマティック（RTK）は、極めて正確な位置推定（1～2cm）を可能にします。IMU/GNSSの精度が高ければ高いほど、クルマはドリフトすることなくサーキットのレーンにとどまることができる。

IMU/GNSSがサーキットを解析し、車の最適な位置決めと軌道の最適化を行う。