자율 레이싱카
AMZ는 모션, 장비 동기화 및 차량 동역학 분석을 위해 가볍고 작은 Ellipse-N INS를 선택했습니다.
“LiDAR와 같이 센서 융합 작업을 더 쉽게 만들어 줄 견고한 고급 관성 항법 시스템이 필요했습니다.” | Miguel de la Iglesia Valls, 팀원
자율 주행차의 핵심 부품인 IMU 및 GPS
Formula Student Germany는 사상 최초로 무인 카테고리를 도입하여 레이싱카를 사람의 개입 없이 주행하도록 개조해야 했습니다.
AMZ는 도전을 받아들이기로 결정하고 2015년부터 대회에 사용된 자동차인 “flüela”를 무인 자동차로 준비했습니다. AMZ 팀에게 무인 차량을 설계할 때 IMU와 GPS는 센서 제품군의 핵심 부분입니다.
AMZ Racing에서 사용하는 INS/GNSS인 Ellipse-N
AMZ 팀에 따르면 가볍고 작은 SBG Ellipse-N은 동급에서 가장 정확하고 인터페이스가 가장 쉽습니다. 팀은 또한 출력 위치 데이터의 품질에 놀랐습니다. Ellipse-N은 GNSS 중단 시에도 연속적인 궤적을 위해 관성 데이터와 위치 정보를 융합합니다.
매우 열악한 조건에서 사용됨
AMZ 팀에 따르면 매우 더운 날, 극심한 폭우, 많은 진동, 장착, 분리, 플러그 연결, 플러그 뽑기 등 힘든 테스트 시즌이었습니다. 센서는 절대 고장나지 않았습니다. 모든 SBG 관성 센서는 모든 조건에서 일정한 동작을 위해 동적 및 온도(-40° ~ 80°C)로 보정됩니다.
AMZ 성공 사례
팀은 다음을 달성했습니다:
- 스키드패드 1위 (최대한 빨리 정상 상태로 회전하는 능력)
- 트랙드라이브 1위 (콘으로 표시된 알려지지 않은 트랙에서 경주),
- 가속도 (차량의 빠른 가속 능력 측정) 단위: 초
전체 행사에는 팀이 좋은 결과를 얻은 정적 분야도 포함됩니다. 엔지니어링 설계 및 비용 1위, 자율 설계 2위, 비즈니스 계획 발표 3위를 차지했습니다.
견고한 초소형 INS/GNSS인 Ellipse-N
SBG Ellipse 0.1° 롤 및 피치, 0.5° GPS 기반 헤딩, 미터 수준의 GNSS 위치(이 경우 GPS + GLONASS 별자리)를 제공합니다.
"자이로스코프의 품질에 놀랐습니다. 우리 팀원이나 우리 대학의 누구도 우리가 경험한 작은 드리프트를 믿을 수 없었습니다." 라고 드 라 이글레시아 발스 씨는 말합니다. AMZ 팀은 또한 출력 위치 데이터의 품질에 놀랐습니다.
Ellipse GNSS 수신기를 통합하고 관성 데이터와 위치 정보를 실시간으로 융합하여 GNSS 중단된 경우에도 지속적인 궤적을 제공합니다.
관성 센서 성능과 견고성을 더욱 향상시키기 위해 육상 애플리케이션용 추가 알고리즘도 개발되었습니다. 견고함은 없을 때만 느낄 수 있는 것 중 하나입니다.
AMZ 팀에 따르면 매우 더운 날, 매우 비가 오는 날, 많은 진동, 장착, 장착 해제, 플러그 연결, 분리 등 힘든 테스트 시즌이었습니다.
이러한 신뢰성은 광범위한 공장 보정 덕분이기도 합니다. 모든 SBG 관성 센서는 동역학 및 온도에서 보정되며, 모든 조건에서 일정한 동작을 위해 -40°~80°C에서 Ellipse 자이로스코프, 가속도계 및 자력계 바이어스를 보정 및 보정합니다.
Ellipse-N
Ellipse 듀얼 밴드, 쿼드 컨스텔레이션 GNSS 수신기가 통합된 컴팩트한 고성능 RTK 관성 항법 시스템입니다. 또한 롤, 피치, 방향, 기울기 및 센티미터 수준의 GNSS 위치 정보를 제공합니다.
Ellipse 센서는 동적인 환경과 열악한 GNSS 조건에 적합합니다. 또한 자기 방향을 사용하는 저동적 애플리케이션에서도 효과적으로 작동합니다.
Ellipse-N 견적 요청
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AHRS와 INS의 차이점은 무엇입니까?
자세 및 헤딩 레퍼런스 시스템(AHRS)과 관성 항법 시스템(INS)의 주요 차이점은 기능과 제공하는 데이터 범위에 있습니다.
AHRS는 차량 또는 장치의 자세(피치, 롤) 및 헤딩(요)과 같은 방향 정보를 제공합니다. 일반적으로 자이로스코프, 가속도계 및 자력계를 포함한 센서 조합을 사용하여 방향을 계산하고 안정화합니다. AHRS는 3축(피치, 롤, 요)으로 각도 위치를 출력하여 시스템이 공간에서 방향을 이해할 수 있도록 합니다. 항공, UAV, 로봇 공학 및 해양 시스템에서 정확한 자세 및 헤딩 데이터를 제공하는 데 자주 사용되며, 이는 차량 제어 및 안정화에 매우 중요합니다.
INS는 자세 데이터(AHRS와 유사)를 제공할 뿐만 아니라 차량의 위치, 속도 및 가속도를 시간 경과에 따라 추적합니다. 관성 센서를 사용하여 GNSS와 같은 외부 참조에 의존하지 않고 3차원 공간에서 움직임을 추정합니다. AHRS에서 볼 수 있는 센서(자이로스코프, 가속도계)를 결합하지만 위치 및 속도 추적을 위한 고급 알고리즘도 포함할 수 있으며, 향상된 정확도를 위해 GNSS와 같은 외부 데이터와 통합되는 경우가 많습니다.
요약하자면, AHRS는 자세(방위 및 헤딩)에 중점을 두는 반면, INS는 위치, 속도 및 자세를 포함한 전체 탐색 데이터 세트를 제공합니다.
IMU와 INS의 차이점은 무엇입니까?
관성 측정 장치(IMU)와 관성 항법 시스템(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프에서 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요 및 움직임에 대한 정보를 제공하지만 위치 또는 내비게이션 데이터를 계산하지는 않습니다. IMU는 위치 또는 속도를 결정하기 위해 외부 처리를 위한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 릴레이하도록 특별히 설계되었습니다.
반면에 INS(관성 항법 시스템)는 IMU 데이터를 고급 알고리즘과 결합하여 차량의 위치, 속도 및 방향을 시간 경과에 따라 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위해 칼만 필터링과 같은 내비게이션 알고리즘을 통합합니다. INS는 GNSS와 같은 외부 포지셔닝 시스템에 의존하지 않고 위치, 속도 및 방향을 포함한 실시간 내비게이션 데이터를 제공합니다.
이 내비게이션 시스템은 일반적으로 군용 UAV, 선박 및 잠수함과 같이 GNSS가 제한된 환경에서 포괄적인 내비게이션 솔루션이 필요한 애플리케이션에 활용됩니다.
GNSS 대 GPS란 무엇입니까?
GNSS는 Global Navigation Satellite System의 약자이고 GPS는 Global Positioning System의 약자입니다. 이러한 용어는 종종 상호 교환적으로 사용되지만 위성 기반 내비게이션 시스템 내에서 서로 다른 개념을 나타냅니다.
GNSS는 모든 위성 내비게이션 시스템에 대한 포괄적인 용어인 반면, GPS는 특히 미국 시스템을 지칭합니다. GNSS에는 보다 포괄적인 글로벌 커버리지를 제공하는 여러 시스템이 포함되어 있는 반면, GPS는 이러한 시스템 중 하나일 뿐입니다.
여러 시스템의 데이터를 통합하여 GNSS로 정확도와 신뢰성을 향상시킬 수 있지만, GPS만으로는 위성 가용성 및 환경 조건에 따라 제한이 있을 수 있습니다.