u오로켓트리, SBG INS 함께 SA컵 톱10 진입
오타와 대학교 로켓팀, 스페이스포트 아메리카 컵을 위해 Ellipse-N 관성 항법 시스템 통합
" SBG Systems 제공한 장치와 전문 지식은 에어브레이크에 최적화된 제어 알고리즘을 달성하는 데 큰 도움이 되었습니다." | 오타와 대학교 로켓 팀
스페이스포트 아메리카 컵에 참가한 오타와 대학교
스페이스포트 아메리카 컵은 학술 회의와 경연이 결합된 세계 최대 규모의 국제 대학생 로켓 엔지니어링 경연대회입니다.
2019년 대회에서는 124개 이상의 팀에서 1,500명의 학생들이 고체, 액체, 하이브리드 로켓을 발사하여 10,000피트 및 30,000피트 고도를 목표로 삼았습니다.
두 번째 참가를 위해 오타와 대학교 로켓팀인 uORocketry는 이전에 성공했던 디자인을 다시 한 번 반복하여 주요 기능을 개선하는 작업을 진행했습니다.
놀라운 자동 공기 제동 시스템을 갖춘 로켓
u오로켓의 로켓인 잭칼로프는 온보드 비행 컴퓨터로 완벽하게 제어되는 자동 공기 제동 시스템을 통해 상당한 경쟁 우위를 점하고 있습니다. 이 시스템은 고도에 가까워질수록 항력을 증가시키고 로켓의 속도를 늦춥니다.
올해 팀의 주요 목표 중 하나는 복구 시스템의 신뢰성을 개선하는 것이었습니다.
이를 위해 기계적으로 견고한 에어 브레이크 시스템과 이를 효과적으로 작동시키는 제어 방법에 의존했습니다.
항공 전자 시스템은 에어 브레이크의 실시간 제어, 복구 시스템의 스테이징, 데이터 기록 및 복구를 위한 비행 중 원격 측정 전송을 담당하고 있습니다.
Ellipse-N 통한 복구 시스템 안정성 향상
u오로켓트리는 에어브레이크에 최적화된 제어 알고리즘을 구현하기 위해 2019년 항공전자 솔루션에 SBG Systems Ellipse-N 관성 항법 시스템을 통합했습니다.
이 팀은 하드웨어의 전원 보드에 INS GNSS 센서 솔루션을 통합하여 상태 예측에 사용하여 이상적인 에어브레이크 배치를 결정했습니다.
INS 통합한 에어 브레이크 방식
Ellipse-N INS GNSS 센서에는 가속도계, 자이로스코프, 자력계로 구성된 관성 측정 장치와 GPS 및 기압계가 내장되어 있습니다.
당사의 솔루션은 동역학 및 온도(-40°C~85°C)에서 보정된 고품질 산업용 등급 부품 덕분에 가장 열악한 조건에서도 강력한 방향, 고도 및 항법 데이터를 제공합니다.
비행을 제어하고 필요한 고도에 도달하고 복구 시스템을 최적으로 배치하는 데에도 사용되었습니다. 로켓의 적절한 구성과 착륙 및 회수를 위한 낙하산 전개에 이상적인 위치를 찾는 데 도움이 되었습니다.
uORocketry는 2018년과 2019년 모두 SA컵에 참가했습니다. Jackalope라는 이름의 로켓으로 올해에는 8위/122위를 기록하며 TOP 10에 올랐습니다!
또한 해당 부문에서 경쟁한 47개 팀 중 4위를 차지했습니다: 고도 10,000피트, 상용 모터 부문에서 4위를 차지했습니다. 단순한 경쟁을 넘어 비행 중 정확한 최종 고도를 위해 사용하는 에어 브레이킹 방식에 대한 프레젠테이션도 진행했습니다.
u오로켓트리 소개
2016년에 설립된 다학제적 대학 기반의 학생 엔지니어링 팀입니다.
그 이후로 하이브리드 로켓 엔진, 낙하산 컨셉, 맞춤형 항공 전자 시스템, 독특한 점화 메커니즘 등 수많은 항공우주 프로젝트를 개발했습니다.
그러나 이들의 주된 관심사는 로켓 제작입니다.
Ellipse-N
Ellipse-N 듀얼 밴드, 쿼드 컨스텔레이션 GNSS 수신기가 통합된 컴팩트한 고성능 RTK 관성 항법 시스템INS입니다. 이 센서는 롤, 피치, 방향, 기울기는 물론 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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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.
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.
