首页 案例研究 Ellipse-N,用于自动赛车的INS

自主赛车

AMZ 选择了重量轻、体积小的Ellipse-N INS 用于运动、设备同步和车辆动态分析。

"我们需要一个坚固耐用的高端惯性导航系统,它可以使传感器融合任务变得更容易,例如与激光雷达的融合。 | 团队成员 Miguel de la Iglesia Valls

INS车辆
AMZ 赛车



AMZ 决定接受挑战,并准备将 2015 年用于比赛的赛车 "flüela "改装为无人驾驶赛车。对于 AMZ 团队来说,在设计无人驾驶汽车时,IMU 和 GPS 是传感器套件的核心部分。

据 AMZ 团队称,SBGEllipse-N 重量轻、体积小,是同类产品中精度最高、接口最简单的。Ellipse-N 融合了惯性数据和位置信息,即使在全球导航卫星系统中断的情况下也能保持连续的轨迹。

根据 AMZ 团队的说法,这是一个艰苦的测试季节,有酷热的天气,也有大雨滂沱的日子,还有大量的振动、安装、拆卸、插拔。传感器从未出现故障。每个 SBG 惯性传感器都经过动态和温度校准(-40° 至 80°C),可在任何条件下保持稳定的性能。

该团队设法

  • 滑板第一名(在稳定状态下以最快速度转弯的能力)
  • trackdrive 第一名(在一个用锥筒标记的未知赛道上比赛)、
  • 秒的加速度(衡量汽车快速加速的能力)。
AMZ 团队
AMZ 团队。| 来源:AMZAMZ

整个活动包括静态学科,该团队在这些学科中也取得了好成绩:工程设计和成本第一名,自主设计第二名,商业计划展示第三名。

SBGEllipse-N 提供 0.1° 的滚动和俯仰、0.5° GPS航向精度 和米级 GNSS 定位(本例中为 GPS + 格洛纳斯星座)。

"陀螺仪的质量令我们惊叹不已。De la Iglesia Valls 先生说:"陀螺仪的质量令我们惊叹不已,我们团队和我们大学的所有人都无法相信我们所经历的微小漂移

Ellipse-N 集成了全球导航卫星系统接收器,实时融合惯性数据和位置信息,即使在全球导航卫星系统中断的情况下也能保持连续的轨迹。

还为陆地应用开发了其他算法,以进一步提高惯性传感器的性能和鲁棒性。

据 AMZ 团队称,这是一个艰苦的测试季节,有酷热的天气,也有大雨滂沱的日子,还有大量的振动、安装、拆卸、插入、拔出。

这种可靠性还归功于广泛的出厂校准。每个 SBG 惯性传感器都经过动态和温度校准;Ellipse-N 陀螺仪、加速度计和磁力计偏差在 -40° 至 80°C 范围内进行校正和校准,以便在任何条件下都能保持稳定的性能。

无人驾驶赛车
AMZ 无人驾驶赛车
0.0 5 °
滚动和俯仰(RTK)
0. 2 °
航向精度 (RTK 高动态)
1 厘米
RTK GNSS 定位
47 g
INS 总重量

Ellipse-N

Ellipse-N 是一款紧凑型高性能 RTK 惯性导航系统INS),集成了双频四星座 GNSS 接收器。

Ellipse-N 传感器最适用于动态环境和恶劣的 GNSS 条件,但也可以在动态较低的应用中使用磁性航向精度 航向精度。

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AHRS 和INS 有什么区别?

姿态和航向精度 参考系统(AHRS) 与惯性导航系统((AHRS) 的主要区别在于INS的区别在于它们的功能和所提供数据的范围。

 

AHRS 提供方位信息,特别是车辆或设备的姿态(俯仰、滚动)和航向精度 (偏航)。它通常使用陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器组合来计算和稳定方向。AHRS 可输出三个轴(俯仰、滚动和偏航)的角位置,使系统能够了解其在空间中的方位。它通常用于航空、无人机、机器人和海洋系统,以提供准确的姿态和航向精度 数据,这对车辆控制和稳定至关重要。

 

惯性INS 不仅能提供方位数据(如 AHRS),还能跟踪车辆在一段时间内的位置、速度和加速度。它使用惯性传感器来估计三维空间中的运动,而无需依赖全球导航卫星系统等外部参考。它结合了 AHRS 中的传感器(陀螺仪、加速度计),但也可能包括更先进的位置和速度跟踪算法,通常与 GNSS 等外部数据集成,以提高精度。

 

总之,AHRS 侧重于定位(姿态和航向精度),而INS 则提供全套导航数据,包括位置、速度和航向精度。

IMU 和INS 有什么区别?

惯性测量单元IMU)与惯性导航系统(INS)的区别INS) 的区别在于其功能和复杂程度。

 

惯性测量单元(IMU )提供由加速度计和陀螺仪测量的车辆线性加速度和角速度的原始数据。它提供滚动、俯仰、偏航和运动信息,但不计算位置或导航数据。IMU 专门用于传递有关运动和方向的基本数据,供外部处理以确定位置或速度。

 

另一方面,惯性导航系统(INS )结合了 IMU数据与先进的算法相结合,计算出车辆在一段时间内的位置、速度和方向。它采用卡尔曼滤波等导航算法进行传感器融合和整合。INS 可提供实时导航数据,包括位置、速度和方向,而无需依赖全球导航卫星系统等外部定位系统。

 

这种导航系统通常用于需要全面导航解决方案的应用,特别是在不使用全球导航卫星系统的环境中,如军用无人机、舰船和潜艇。

什么是全球导航卫星系统(GNSS)与全球定位系统(GPS)?

GNSS 代表全球导航卫星系统,GPS 代表全球定位系统。这些术语经常互换使用,但它们指的是卫星导航系统中的不同概念。

全球导航卫星系统是所有卫星导航系统的统称,而全球定位系统则特指美国的系统。它包括多个系统,提供更全面的全球覆盖,而 GPS 只是其中之一。

通过整合多个系统的数据,全球导航卫星系统可以提高精确度和可靠性,而 GPS 本身可能会受到卫星可用性和环境条件的限制。