포뮬러 학생 무인 자동차 - Chalmers 팀
챌머스 공과대학교는 무인 자동차에 Ellipse-N INS GNSS를 장착했습니다.
"센서의 성능과 견고함에 매우 만족했습니다." | 에밀 R. 엔지니어링 매니저, Chalmers 포뮬러 스튜던트 무인 자동차 엔지니어
포뮬러 학생 무인 자동차 대회
포뮬러 학생 무인 자동차 대회에는 제동, 가속, 스키드패드 테스트, 트랙 주행 등 여러 가지 도전 과제가 포함되어 있습니다.
기술 연구와 교육에 중점을 둔 스웨덴의 찰머스 공과대학교가 2018년 대회에 참가했습니다.
Chalmers 팀은 무인 자동차에 GNSS 수신기가 내장된 초소형 관성 내비게이션 시스템인 Ellipse-N 장착했습니다.
견고하고 안정적인 관성 내비게이션 센서
저희는 센서의 성능과 견고함에 매우 만족했습니다. 수백 시간 동안 테스트하는 동안 센서에 명백한 오류가 발생하지 않았습니다.
관성 센서의 경우 드리프트가 전혀 발생하지 않았고 특히 뛰어난 요율 추정이 인상적이었습니다. GNSS 시스템도 매우 견고하고 안정적이었으며 GNSS 커버리지 부족으로 인한 문제는 전혀 발생하지 않았고 항상 충분한 수의 위성을 확보하고 있었습니다.
C 라이브러리를 통한 손쉬운 통합
Ellipse-N 제공된 C 라이브러리를 사용하여 자체 소프트웨어 프레임워크에 매우 쉽게 통합할 수 있었습니다. 저희 프레임워크는 센서의 데이터를 하나의 마이크로서비스가 읽는 Docker 컨테이너에서 호스팅되는 마이크로서비스를 사용했습니다.
즉, 마이크로서비스가 자동으로 원활하게 구축되는 것이 중요했습니다. 제공된 라이브러리를 통해 필요한 코드를 Docker 이미지에 포함시키고 라이브러리를 인터페이스하는 자체 코드와 함께 빌드하는 것은 간단했습니다.
제공된 바이너리만 있었다면 원시 센서 데이터를 직접 읽고 구문 분석해야 했기 때문에 이 라이브러리는 저희 사례에 매우 유용했습니다. 제공된 예제와 설명서를 통해 라이브러리를 매우 쉽게 사용할 수 있었고, 필요한 마이크로서비스에 Ellipse-N 인터페이스할 수 있었습니다.
이러한 조건에서 단일 또는 이중 안테나를 사용하시나요?
Ellipse-N 같은 단일 안테나 관성 내비게이션 시스템INS이 매우 정확한 방향 및 내비게이션 데이터를 제공한다면, Ellipse-D 같은 듀얼 안테나 INS 고정된 위치에서도 더 빠르게 초기화할 수 있습니다.
이러한 기능은 INS 선택할 때 고려해야 할 사항입니다.
"관성 센서의 경우 드리프트가 전혀 발생하지 않았고 특히 뛰어난 요율 예측이 인상적이었습니다." | Emil R., 엔지니어링 매니저
Ellipse-N
Ellipse-N 듀얼 밴드, 쿼드 컨스텔레이션 GNSS 수신기가 통합된 컴팩트한 고성능 RTK 관성 항법 시스템INS입니다. 이 센서는 롤, 피치, 방향, 기울기뿐만 아니라 센티미터 단위의 GNSS 위치를 제공합니다.
Ellipse-N 센서는 동적인 환경과 열악한 GNSS 조건에 가장 적합하지만 자기 방향이 있는 저동적 애플리케이션에서도 작동할 수 있습니다.
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GNSS와 GPS란 무엇인가요?
GNSS는 글로벌 네비게이션 위성 시스템, GPS는 글로벌 포지셔닝 시스템의 약자입니다. 이 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 위성 기반 내비게이션 시스템 내에서 서로 다른 개념을 나타냅니다.
GNSS는 모든 위성 항법 시스템을 통칭하는 용어이며, GPS는 특히 미국 시스템을 지칭합니다. 여기에는 보다 포괄적인 글로벌 커버리지를 제공하는 여러 시스템이 포함되며, GPS는 이러한 시스템 중 하나에 불과합니다.
GPS만으로는 위성 가용성 및 환경 조건에 따라 한계가 있을 수 있지만, GNSS는 여러 시스템의 데이터를 통합하여 정확도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
AHRS와 INS 차이점은 무엇인가요?
자세 및 방향 기준 시스템(AHRS)과 관성 항법 시스템INS의 주요 차이점은 기능과 제공하는 데이터의 범위에 있습니다.
AHRS는 방향 정보, 특히 차량 또는 디바이스의 자세(피치, 롤) 및 방향(요)을 제공합니다. 일반적으로 자이로스코프, 가속도계, 자력계 등 여러 센서를 조합하여 방향을 계산하고 안정화합니다. AHRS는 각 위치를 세 가지 축(피치, 롤, 요)으로 출력하여 시스템이 공간에서의 방향을 파악할 수 있도록 합니다. 항공, 무인 항공기, 로봇 공학 및 해양 시스템에서 차량 제어 및 안정화에 중요한 정확한 자세 및 방향 데이터를 제공하기 위해 자주 사용됩니다.
INS AHRS와 같이 방향 데이터를 제공할 뿐만 아니라 시간에 따른 차량의 위치, 속도, 가속도도 추적합니다. 관성 센서를 사용하여 GNSS와 같은 외부 참조에 의존하지 않고 3D 공간에서 움직임을 추정합니다. AHRS에 사용되는 센서(자이로스코프, 가속도계)를 결합하지만 위치 및 속도 추적을 위한 고급 알고리즘을 포함할 수도 있으며, 정확도를 높이기 위해 GNSS와 같은 외부 데이터와 통합하는 경우도 있습니다.
요약하면, AHRS는 방향(자세 및 방향)에 초점을 맞추는 반면 INS 위치, 속도, 방향을 포함한 전체 내비게이션 데이터를 제공합니다.
IMU INS 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치IMU와 관성 내비게이션 시스템INS의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU (관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프로 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요, 모션에 대한 정보를 제공하지만 위치나 내비게이션 데이터는 계산하지 않습니다. IMU 위치나 속도를 결정하기 위한 외부 처리를 위해 움직임과 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면 INS (관성 내비게이션 시스템)는 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 방향을 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위해 칼만 필터링과 같은 내비게이션 알고리즘을 통합합니다. INS GNSS와 같은 외부 위치 확인 시스템에 의존하지 않고도 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 내비게이션 데이터를 제공합니다.
이 내비게이션 시스템은 일반적으로 종합적인 내비게이션 솔루션이 필요한 애플리케이션, 특히 군용 무인항공기, 선박, 잠수함 등 GNSS를 사용할 수 없는 환경에서 사용됩니다.
INS 외부 보조 센서의 입력을 허용하나요?
당사의 관성 내비게이션 시스템은 공기 데이터 센서, 자력계, 주행 거리계, DVL 등과 같은 외부 보조 센서의 입력을 받아들입니다.
이러한 통합을 통해 INS 특히 GNSS를 사용할 수 없는 환경에서 활용도와 신뢰성이 매우 높습니다.
이러한 외부 센서는 상호 보완적인 데이터를 제공함으로써 INS 전반적인 성능과 정확성을 향상시킵니다.
