Електричний гоночний автомобіль Formula Student
Команда TUfast оснастила свій електричний гоночний автомобіль мініатюрною системоюGNSS Ellipse2-NGNSS аналізу динаміки.
«Система Ellipse стала вирішальним фактором успіху нашого автомобіля 2018 року (1-е місце на автокросах у Великій Британії, Німеччині та Іспанії; 1-е місце в загальному заліку в Австралії)». | Александр К., відділ динаміки транспортних засобів, команда TU FAST
TUfast на змаганнях Formula Student Electric
Формула SAE була заснована у 1979 році професорами у Сполучених Штатах, а до Європи прийшла у 1999 році. Цей проект має на меті дати студентам можливість випробувати себе, перевірити свої здібності та навчитися працювати над великим проектом у складі команди.
Кілька років тому змагання поповнилися електричною категорією, і TUfast бере участь у них зі своїм електромобілем під назвою «eb018», на якому встановлено Ellipse2-N — мініатюрну інерціальну навігаційну систему від SBG Systems.
Динаміка автомобіля
На автомобілі eb018GNSS систему EllipseGNSS . Дані IMU GPS є основними джерелами інформації для фільтра, який команда використовувала для оцінки стану автомобіля (швидкість, кут ковзання, прискорення по осях X та Y, а також кут повороту).
Потім цей стан порівнювався з бажаним станом для формування команд для кожного двигуна. Таким чином, Ellipse2-N став вирішальним фактором у великому успіху автомобіля TUfast 2018 року (1-е місце на автокросі у Великобританії, Німеччині та Іспанії; 1-е місце в загальному заліку в Австралії).
Аналіз шин
Координати GPS широко використовувалися для аналізу. Команда створила безліч карт, щоб інтуїтивно краще зрозуміти всі явища, що впливають на роботу eb018. Дуже наочним прикладом є наведена нижче карта траси. На ній показано внутрішній коефіцієнт корекції в нашому фільтрі Калмана.
З цього ми дізнаємося, що наша модель шин завищує значення поздовжніх сил (синьо-зелений колір на прямих ділянках) і досить точно оцінює поперечні сили (помаранчево-жовтий колір у поворотах).
Використання Ellipse в автомобілі 2019 року
Працювати з Ellipse її програмним забезпеченням було дуже зручно, а налаштування не викликало труднощів. Документація містить усе необхідне для початку роботи та розробки інтерфейсу з нашою системою.
Дані, що надаються Ellipse точними: під час поїздок на відстань понад 1 км похибка в деяких випадках становила менше 10 см. Ми дуже задоволені цим продуктом, — пояснює Олександр Копп, відповідальний за динаміку транспортних засобів у команді TUfast.
На eb019 ми ще більше розкриємо потенціал Ellipse2-N. Ми будемо використовувати 2 фільтри Калмана: один для основного стану (як на eb018), а другий — для фільтрації датчиків та даних, що подаються до фізичної моделі основного фільтра.
Також буде вдосконалено основний фільтр за допомогою heading положення та heading . Таким чином, Ellipse2-N залишається найважливішим датчиком нашого автомобіля для оцінки стану. Його вбудований фільтр Калмана буде особливо корисним на eb019 завдяки точним оцінкам кутів roll, pitch відхилення.
Ці три параметри необхідні для розрахунку аеродинамічних сил.
Ellipse-N
Ellipse-N — це компактна та високопродуктивна інерціальна навігаційна система RTK (INS) із вбудованим двочастотним GNSS-приймачем із підтримкою чотирьох супутникових угруповань. Вона забезпечує вимірювання roll, pitch, heading і heave, а також сантиметрову точність позиціонування GNSS.
Датчик Ellipse-N найкраще підходить для динамічних середовищ та складних умов GNSS, але також може працювати в додатках з меншою динамічністю за допомогою магнітного 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 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.
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.
Чи INS сигнали від зовнішніх допоміжних датчиків?
Інерціальні навігаційні системи нашої компанії приймають вхідні дані від зовнішніх допоміжних датчиків, таких як датчики повітряних даних, магнітометри, одометри, DVL та інші.
Така інтеграція робить INS універсальною та надійною системою, особливо вdenied .
Ці зовнішні датчики підвищують загальну ефективність та точність інерційної навігаційної системи ( INS надаючи додаткові дані.
