ハイパーループ・チャレンジ
UCIチームはEllipse-N 小型INS 使用して、ポッドの位置、速度、加速度を計測した。
「Ellipse-N くれた結果には十二分に満足しています。最も信頼できるデータ源だった。" | HyperXiteチームキャプテン アンドリュー・T
UCI大学のチームHyperXiteは、第2回ハイパーループコンペティションに参加し、全米ハイパーループチームで1位、エアベース浮上では世界2位にランクされた。彼らはEllipse-N 小型INS ポッドの位置、速度、加速度を計測した。
ハイパーループのコンセプト
ハイパーループは、輸送効率を高めることを目的とした驚くべきコンセプトである。ハイパーループは密閉されたチューブでできており、その中をポッドが空気抵抗や摩擦を受けずに移動し、非常に効率的でありながら人や物を高速で運ぶことができる。
2015年、スペースX社は第1回ハイパーループ・ポッド・コンペティションを主催し、各チームがサブスケールのプロトタイプを製作し、ハイパーループ・コンセプトのさまざまな側面の技術的実現可能性を実証した。カリフォルニア大学アーバイン校（UCI）のチームHyperXiteは、SBG Systems Ellipse-N 第2回ハイパーループ・コンペティションに参加した。
コンペティションIIが終了し、ハイパーエキサイトは全米ハイパーループ・チームの第1位、エア・ベース浮揚では世界第2位にランクされた。この成功したチームは、ハイパーループ・チューブを通って外気まで到達した世界でたった6チームのうちの1つである。
UCIチーム "Hyperxite"、ハイパーループ・コンペティションにて
UCIの学生たちは、真空に近いチューブの中を高速で効率よく走行できるように設計されたチューブ状の乗り物の開発に取り組んだ。このポッドは強靭かつ軽量なカーボンファイバー製で、浮上、乗客や貨物の運搬、安全な停止を支援する高度なシステムを搭載している。
競技は、南カリフォルニアに建設中の全長1マイル（1.6km）、直径1.8メートル（6フィート）のテストコースで行われる。各ポッドは、リアルタイムで報告される計測最高速度を達成するために加速し、テストコースの終点手前でブレーキングして減速する。ポッドは速度、安定性、制動性、スムーズさについて評価される。
ポッドの位置、速度、加速度
HyperXiteチームのキャプテンであるアンドリュー・テックは、「私たちのプロトタイプポッドには、ポッドがスペースX社のハイパーループ真空チューブ内にあるときに、その位置、速度、加速度を測定する信頼性の高い方法が必要でした」と説明する。
チームは当初、ポッドの挙動を推定するために、複数の加速度計とロータリーエンコーダによるセンサーフュージョンを実装する構想を持っていましたが、Ellipse-N 、産業グレードの精度（0.1° roll/pitch）と小型パッケージで、これらすべての機能を提供しました。
この慣性センサーは、GNSS測位やCANバスプロトコルなどの付加価値の高い機能を提供しました。
Ellipse-N すべての条件を満たしています。 | HyperXiteチームキャプテン アンドリュー・T
Ellipse-N 迅速かつ容易な統合
チームはNational InstrumentのCompact RIOコントローラを使用して開発していたが、SBGのパブリックLabVIEWプラグインが非常に便利であることがわかった。テストと開発が非常に簡単かつ迅速に行えるようになった。
「Ellipse-N くれた結果には十二分に満足している。Ellipse-Nは最も信頼できるデータ源でした。私たちのポッドのステートマシンの動作は、推定された軌道プロフィールと時間に大きく依存していました」とチームキャプテンは結論付けている。
SpaceXは、2018年に開催される第3回コンペティションを発表した。HyperXiteは、新しいハイパーループ・コンペティションのルールに適合するよう、すべて新しく設計し直したポッドで出場する。
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。
