Автономний гоночний автомобіль
AMZ обрала легку та малу INS Ellipse-N для вимірювання руху, синхронізації обладнання та аналізу динаміки автомобіля.
«Нам потрібна була міцна високоякісна інерціальна навігаційна система, яка полегшила б завдання злиття датчиків, наприклад, з LiDAR». | Мігель де ла Іглесія Вальс, член команди
IMU GPS — основні компоненти автономного автомобіля
Вперше в історії «Formula Student Germany» запровадила категорію безпілотних автомобілів, в якій гоночні машини мали бути пристосовані до руху без будь-якого втручання людини. Команда «
» (AMZ) вирішила прийняти цей виклик і переобладнала свій автомобіль «flüela», який використовувався в змаганнях з 2015 року, для безпілотного керування. Для команди AMZ при проектуванні безпілотного автомобіля IMU GPS є основною частиною комплексу датчиків.
Ellipse — системаGNSS , якуGNSS команда AMZ Racing
Легкий та компактний SBG Ellipse-N є найточнішим у своїй категорії та найпростішим для інтеграції, на думку команди AMZ. Команда також була вражена якістю вихідних даних про положення. Ellipse-N об'єднує інерціальні дані та інформацію про положення для забезпечення безперервної траєкторії навіть у разі збою GNSS.
Використовується в дуже важких умовах
На думку команди AMZ, це був важкий випробувальний сезон із дуже спекотними днями, надзвичайно дощовими днями, великою кількістю вібрацій, монтажем, демонтажем, підключенням та відключенням. Датчик ніколи не виходив з ладу. Кожен інерціальний датчик SBG калібрується за динамікою та температурою (від -40° до 80°C) для забезпечення стабільної поведінки за будь-яких умов.
Успіх на AMZ
Команді вдалося:
- по-перше, у тесті на скідпаді (здатність виконувати повороти на стабільній швидкості з максимальною швидкістю)
- спочатку в трекдрайві (гонка на невідомій трасі, розміченій конусами),
- друге місце за прискоренням (оцінює здатність автомобіля швидко набирати швидкість).
У рамках загального конкурсу були представлені статичні дисципліни, в яких команда також показала хороші результати: перше місце в номінації «Інженерне проектування та вартість», друге місце в номінації «Проектування автономних систем» та третє місце в номінації «Презентація бізнес-плану».
Ellipse — надійна мініатюрна система інерційного навігаційного системи (INS) та глобальної навігаційноїGNSS системи (GNSS)
SBG Ellipse-N забезпечує точність 0,1° для roll та pitch, 0,5° для GPS-based heading та позицію GNSS з метровою точністю (у цьому випадку використовуються супутникові сузір'я GPS + GLONASS).
«Ми були вражені якістю гіроскопів. Ніхто в нашій команді й у нашому університеті не міг повірити в такий малий дрейф, який ми спостерігали», — зазначає пан Де ла Іглесія Вальс. Команда AMZ також була вражена якістю вихідних даних про координати положення.
Ellipse-N об'єднує GNSS-приймач і здійснює злиття інерціальних даних та інформації про положення в реальному часі для забезпечення безперервної траєкторії навіть у разі втрати сигналу GNSS.
Для наземних застосувань також були розроблені додаткові алгоритми, що ще більше підвищують продуктивність і міцність інерціального датчика. Надійність — це якраз те, що помічаєш лише тоді, коли її бракує.
За словами команди AMZ, це був складний сезон випробувань із дуже спекотними днями, надзвичайно дощовою погодою, сильними вібраціями, постійним монтажем, демонтажем, підключенням та відключенням. Датчик жодного разу не підвів.
Така надійність також пояснюється ретельним заводським калібруванням. Кожен інерціальний датчик SBG калібрується в умовах динаміки та зміни температур; зсуви гіроскопів, акселерометрів і магнітометрів Ellipse-N коригуються та калібруються в діапазоні від -40° до 80°C для забезпечення стабільної поведінки за будь-яких умов.
Ellipse-N
Ellipse-N — це компактна, високопродуктивна інерціальна навігаційна система RTK з інтегрованим дводіапазонним чотирьохсузірковим GNSS-приймачем. Крім того, вона забезпечує roll, pitch, heading, heave та сантиметрову точність позиціонування GNSS.
Сенсор Ellipse-N підходить для динамічних середовищ і складних умов GNSS. Крім того, він ефективно працює в додатках з меншою динамікою, використовуючи магнітний heading.
Запитайте ціну на Ellipse
У вас є питання?
Ласкаво просимо до розділу «Часті запитання»! Тут ви знайдете відповіді на найпоширеніші запитання щодо програм, які ми презентуємо. Якщо ви не знайдете потрібної інформації, звертайтеся до нас безпосередньо!
У чому полягає різниця між AHRS INS?
Основна відмінність між системою орієнтації та курсовказання (AHRS) та інерціальною навігаційною системою (INS) полягає в їхній функціональності та обсязі даних, які вони надають.
AHRS інформацію про орієнтацію, а саме про положення (pitch, roll) та heading поворот) транспортного засобу або пристрою. Зазвичай вона використовує комбінацію датчиків, зокрема гіроскопів, акселерометрів та магнітометрів, для обчислення та стабілізації орієнтації. AHRS кутове положення по трьох осях (pitch, roll та відхилення), що дозволяє системі розуміти своє положення у просторі. Вона часто використовується в авіації, безпілотних літальних апаратах, робототехніці та морських системах для надання точних heading положення та heading , що є критично важливим для керування та стабілізації транспортного засобу.
Система INS не лише надає дані про орієнтацію (як AHRS), але й відстежує положення, швидкість і прискорення транспортного засобу з часом. Вона використовує інерціальні датчики для оцінки руху в тривимірному просторі без покладання на зовнішні джерела, такі як GNSS. Вона поєднує датчики, знайдені в AHRS (гіроскопи, акселерометри), але також може включати більш просунуті алгоритми для відстеження положення та швидкості, часто інтегруючись із зовнішніми даними, наприклад GNSS, для підвищення точності.
Отже, AHRS на орієнтації (кут нахилу та heading), тоді як INS повний набір навігаційних даних, включаючи координати, швидкість та орієнтацію.
У чому полягає різниця між IMU INS?
Різниця між Інерціальним вимірювальним блоком (IMU) та інерціальною навігаційною системою (INS) полягає в їхній функціональності та складності.
IMU (інерціальний вимірювальний блок) надає сирі дані про лінійне прискорення та кутову швидкість транспортного засобу, виміряні акселерометрами та гіроскопами. Він постачає інформацію про roll, pitch, кут рискання (yaw) та рух, але не обчислює дані про положення чи навігацію. IMU спеціально розроблений для передачі важливих даних про рух та орієнтацію для зовнішньої обробки з метою визначення положення або швидкості.
З іншого боку, INS (інерціальна навігаційна система) поєднує дані IMU з передовими алгоритмами для обчислення положення, швидкості та орієнтації транспортного засобу з часом. Вона включає навігаційні алгоритми, такі як фільтрація Калмана для злиття та інтеграції датчиків. INS надає навігаційні дані в реальному часі, включаючи положення, швидкість та орієнтацію, не покладаючись на зовнішні системи позиціонування, такі як GNSS.
Ця навігаційна система зазвичай використовується в додатках, що вимагають комплексних навігаційних рішень, особливо в середовищах із обмеженим доступом до GNSS (GNSS-denied), таких як військові БПЛА, кораблі та підводні човни.
У чому різниця GNSS GPS?
GNSS «Глобальна навігаційна супутникова система», а GPS — «Глобальна система позиціонування». Ці терміни часто вживаються як синоніми, проте вони позначають різні поняття в рамках супутникових навігаційних систем.
GNSS загальний термін, що позначає всі супутникові навігаційні системи, тоді як GPS стосується саме американської системи. До GNSS входять численні системи, що забезпечують більш повне глобальне покриття, тоді як GPS є лише однією з цих систем.
Завдяки GNSS ви отримуєте вищу точність і надійність завдяки об’єднанню даних з декількох систем, тоді як використання лише GPS може мати певні обмеження, що залежать від наявності супутників та умов навколишнього середовища.
