Formula Student: вирішальна рольGNSS
GNSS змагань «Formula Student» кілька команд, що виступають у класах електромобілів та безпілотних автомобілів, обладнали свої гоночні машини нашою Ellipse GNSS .
Датчик Ellipse повністю задовольнив усі наші потреби, і ми ним дуже задоволені. GNSS дуже стабільно, а фільтр Калмана також працює на високому рівні. | Даніель К., команда AMZ Racing Electric
Formula Student — це міжнародне освітнє інженерне змагання, в якому команди студентів з усього світу проектують, будують та змагаються на власних болідах формули. Змагання включають 3 категорії: електромобілі, безпілотні автомобілі та автомобілі з двигуном внутрішнього згоряння.
Учасники Formula Student повинні не лише побудувати найшвидший гоночний автомобіль, але й продемонструвати видатні результати у витривалості, прискоренні та проходженні кола (skid pad).
Як експерт з інерціальних навігаційних систем та партнер кількох команд, ми опитали різні команди інженерів, які використовують наш інерціальний вимірювальний блок (IMU) у поєднанні з глобальною супутниковою навігаційною системою (GNSS), щоб зрозуміти, якими є ключові елементи успіху.
ЗначенняGNSS точного визначення динаміки автомобіля
СистемаGNSS автомобілям команд-учасниць важливу інформацію про стан автомобіля, таку як положення, швидкість, кут повороту, кут ковзання, прискорення та орієнтацію, як зазначив Д. Кізевальтер з команди AMZ Racing:
«Нам була потрібна система IMU з кількох причин. Перш за все, для визначення положення нашого автомобіля.Нам також був необхідний ефективний контроль динаміки та надійне й точне визначення кутів Ейлера (roll, pitch та heading)».
Таким чином, інженери електромобілів та автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння можуть зрозуміти, щопотрібно вдосконалити, порівнюючи фактичний стан із теоретичним.
Критерії динамічних характеристик автомобілів Formula Student
У гонках «Формули» надзвичайно важливо вміти правильно керувати прискоренням. Якщо автомобіль прискорюється занадто різко, він може вийти з траєкторії, що призводить до передчасного зносу коліс. Щоб мінімізувати знос шин і максимально ефективно використовувати потужність та продуктивність двигуна, необхідно контролювати прискорення.
Відстеження траєкторії гоночного автомобіля має вирішальне значення. Аналіз траси проводиться на основіGNSS , зокремаGNSS про місцезнаходження, і допомагає визначити, чи правильно розташований автомобіль на трасі або під час проходження поворотів.
Не забуваймо, що «Formula Student» — це гонка. Однією з цілей змагань є проїхати трасу швидше, ніж інші команди. Тому швидкість є ключовим фактором, який слід вивчати за допомогоюGNSS. Але це ще важливіше для електричних гоночних автомобілів, оскільки їм потрібно відстежувати спожиту енергію.
Безпілотні гоночні автомобілі: використання найкращих можливостейGNSS для визначення курсу та навігації
Гоночні автомобілі можуть використовувати одноантенний GPS для heading, але безпілотні транспортні засоби покладаються на двоантеннуGNSS точного heading. Це забезпечує швидшу ініціалізацію та надає точні heading у нерухомому стані.
Х. Ліберал Уарте з UPC Driverless (ETSEIB) пояснює, що heading локалізація є необхідними для належного функціонування інших компонентів обладнання: «Коли ми працюємо з технологіями LiDAR, той факт, що ви відхиляєтеся на 1 градус в той чи інший бік, сильно впливає на положення.
Отже, точний heading важливою вимогою. А також локалізація та картографування: дуже важливо локалізувати себе в координатах X, Y». Тому впровадження подвійної системиIMU цьому типі гоночних автомобілів є найкращим рішенням, оскільки вона забезпечує точний heading положення, що також допомагає стабілізувати LiDAR.
Курс є настільки ж важливим, як і точна навігація для безпілотних гоночних автомобілів. Real Time Kinematic (RTK) дозволяє надзвичайно точно оцінити положення (1-2 см). Чим точнішеGNSS , тим краще автомобіль здатний залишатися на трасі без зриву.
GNSS трасу, щоб забезпечити оптимальне позиціонування автомобіля та оптимізацію траєкторії.
Менше часу на впровадження = більше часу на весь проект
«У нас дуже мало часу на випробування, тож якщо все пройде швидко, ми зможемо рухатися швидше на трасі й провести більше тестів», — зазначає А. Копп, спеціаліст з управління динамікою автомобіля, TUfast Racing.
Команди не мають багато часу на інтеграцію різних компонентів автомобіля та їх тестування. Оскільки фреймворки CAN та ROS переважно використовуються інженерами-автомобілебудівниками,GNSS можуть бути частиною таких робочих процесів, дозволяють значно заощадити час на розробку.
Чиста бібліотека C із прикладами — це ще один спосіб допомогти командам з інтеграцією.
Компанія SBG Systems нові підходи до проектування автомобілів
Запрошуємо студентів надсилати заявки на спонсорську підтримку через наш веб-сайт!
Ellipse-D
Ellipse-D — це інерціальна навігаційна система, що об'єднує дві антени та двочастотний RTK GNSS, сумісна з нашим програмним забезпеченням для постобробки Qinertia.
Розроблена для робототехніки та геопросторових застосувань, вона може об'єднувати дані одометра з Pulse або CAN OBDII для підвищення точності dead-reckoning.
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.
