포뮬러 스튜던트 전기 레이싱카
전기 레이싱 차량에 동역학 분석을 위해 소형 INS Ellipse2-N을 장착한 TUfast 팀.
"2018년 영국, 독일, 스페인의 오토크로스에서 1위, 호주에서 종합 1위를 차지하는 등 매우 성공적인 성적을 거둔 데에는-N 매우 결정적인 요소였습니다." | 알렉산드르 K., 차량 동역학 TU FAST 팀
포뮬러 스튜던트 일렉트릭의 TUfast
포뮬러 SAE는 1979년 미국 교수들에 의해 설립되었으며, 1999년에 유럽으로 건너왔습니다. 이 프로젝트는 학생들이 스스로 도전하고 자신의 능력을 시험하며 팀으로 대규모 프로젝트를 수행하는 방법을 배우는 것을 목표로 합니다.
이 대회는 몇 년 전부터 전기 자동차 부문을 도입했으며, TUfast는 SBG Systems 초소형 관성 내비게이션 시스템인 Ellipse2-N을 탑재한 전기차 'eb018'로 경쟁에 나섰습니다.
차량 동역학
Ellipse2-N INS eb018에 설치되었습니다. IMU GPS 속도는 팀이 차량의 상태(속도, 슬립 각도, X 및 Y 가속도, 요율)를 추정하는 데 사용한 필터의 주요 소스입니다.
이 상태를 각 모터의 명령을 생성하기 위해 원하는 상태와 비교했습니다. 따라서 Ellipse2-N은 2018년 TUfast가 영국, 독일, 스페인의 오토크로스에서 1위, 호주에서 종합 1위를 차지하는 데 매우 결정적인 역할을 했습니다.
타이어 분석
GPS 위치는 분석에 광범위하게 사용되었습니다. 팀은 eb018의성능에 영향을 미치는 모든 현상을 보다 직관적으로 이해하기 위해 많은 지도를 생성했습니다. 매우 통찰력 있는 예로 아래의 트랙 맵을 들 수 있습니다. 칼만 필터의 내부 보정 계수를 보여줍니다.
이를 통해 타이어 모델이 타이어의 종방향 힘(직진 시 파란색/녹색)을 과대평가하고 횡방향 힘(코너 시 주황색/노란색)은 다소 잘 추정한다는 사실을 알게 되었습니다.
2019년형 차량에 사용된 -N
Ellipse 그 소프트웨어는 작업하기 좋고 구성하기 쉬웠습니다. 문서에는 시스템과의 인터페이스를 시작하고 개발하는 데 필요한 모든 것이 포함되어 있습니다.
Ellipse 제공하는 데이터는 정확하며 1km 이상의 주행에서 10cm 미만의 오차를 보였습니다. 우리는 이 제품에 매우 만족하고 있습니다.
eb019에서 우리는 Ellipse2-N의 잠재력을 더욱 활용할 것입니다. 하나는 메인 상태(eb018에서와 같이)를 위한 것이고, 다른 하나는 메인 필터의 물리적 모델에 공급되는 센서와 데이터를 필터링하기 위해 두 개의 칼만 필터를 사용할 것입니다.
메인 필터도 위치 및 방향 추정 기능으로 개선될 예정입니다. 따라서 Ellipse2-N은 차량의 상태 추정을 위한 가장 중요한 센서로 남아 있습니다. 통합된 칼만 필터는 롤, 피치, 요 각도를 정확하게 추정하는 eb019에서 특히 유용합니다.
이 세 가지는 공력 계산에 필요합니다.
Ellipse-N
Ellipse-N 는 듀얼 밴드, 쿼드 컨스텔레이션 GNSS 수신기가 통합된 소형 고성능 RTK 관성 항법 시스템(INS)입니다. 이 센서는 롤, 피치, 방향, 기울기는 물론 센티미터 GNSS 위치를 제공합니다.
Ellipse -N 센서는 동적 환경과 열악한 GNSS 조건에 가장 적합하지만 자기 방향이 있는 저동적 애플리케이션에서도 작동할 수 있습니다.
견적 요청 Ellipse-N
질문이 있으신가요?
자주 묻는 질문 섹션에 오신 것을 환영합니다! 여기에서 소개하는 애플리케이션에 대한 가장 일반적인 질문에 대한 답변을 찾을 수 있습니다. 원하는 정보를 찾지 못하셨다면 언제든지 직접 문의해 주세요!
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.
GNSS는 GPS 및 기타 시스템을 포함한 더 넓은 범주의 위성 항법 시스템을 의미하며, GPS는 미국에서 개발한 특정 GNSS입니다.
AHRS 와 INS 의 차이점은 무엇인가요?
자세 및 방향 기준 시스템(AHRS)과 관성 항법 시스템(INS)의 주요 차이점은 기능과 제공하는 데이터의 범위에 있습니다.
AHRS 는 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. AHRS 은 각진 위치를 세 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 은 방향 데이터(예: AHRS)를 제공할 뿐만 아니라 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 가속도도 추적합니다. 관성 센서를 사용하여 GNSS와 같은 외부 참조에 의존하지 않고 3D 공간에서의 움직임을 추정합니다. AHRS (자이로스코프, 가속도계)에 있는 센서를 결합하지만 위치 및 속도 추적을 위한 고급 알고리즘을 포함할 수도 있으며, 정확도를 높이기 위해 GNSS와 같은 외부 데이터와 통합하는 경우도 있습니다.
요약하면, AHRS 은 방향(자세와 방향)에 초점을 맞추고 INS 은 위치, 속도, 방향을 포함한 전체 내비게이션 데이터를 제공합니다.
IMU 와 INS 의 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치(IMU)와 관성 내비게이션 시스템(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
관성 측정 장치( IMU )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 은 위치 또는 속도를 결정하기 위한 외부 처리를 위해 움직임과 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면 INS (관성 내비게이션 시스템)은 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 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 내비게이션 데이터는 GNSS와 같은 외부 위치 확인 시스템에 의존하지 않고도 제공됩니다.
이 내비게이션 시스템은 일반적으로 종합적인 내비게이션 솔루션이 필요한 애플리케이션, 특히 군용 무인항공기, 선박, 잠수함 등 GNSS를 사용할 수 없는 환경에서 사용됩니다.
INS 에서 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 GNSS가 지원되지 않는 환경에서 활용도와 안정성이 매우 높습니다.
이러한 외부 센서는 상호 보완적인 데이터를 제공하여 INS 의 전반적인 성능과 정확성을 향상시킵니다.
