Hyperloop 挑战赛
UCI 团队使用 Ellipse-N 微型 INS 来测量其舱体的位移、速度和加速度。
“对于 Ellipse-N 带来的结果，我们感到非常满意。这是我们获得的最高可靠性的数据来源。”|Andrew T.，HyperXite 团队队长
来自 UCI 大学的 HyperXite 团队参加了第二届超级高铁竞赛，在全美超级高铁团队中排名第一，并在气垫悬浮组中排名世界第二。他们使用 Ellipse-N 微型 INS 来测量其舱体的位置、速度和加速度。
Hyperloop 概念
超级高铁（Hyperloop）是一个旨在提高运输效率的惊人概念。超级高铁由一个密封管道组成，舱体可以在其中无空气阻力或摩擦力地行驶，以高效率运送人员或物体，同时非常高效。
2015 年，SpaceX 赞助了第一届 Hyperloop Pod 竞赛，各团队建造了缩比原型，以证明超级高铁概念各个方面的技术可行性。加州大学尔湾分校 (UCI) 的团队 HyperXite 使用 SBG Systems 的 Ellipse-N 参加了第二届超级高铁竞赛。
第二届竞赛现已结束，HyperXite 在全美超级高铁团队中排名第一，在空中悬浮组中世界排名第二。这支成功的团队是全球仅有的六支成功穿过超级高铁管道进入开阔空气的队伍之一。
Hyperloop 比赛中的 UCI 团队 « Hyperxite»
UCI 的学生设计了一种管状车辆，以便在近真空管道中高效地高速行驶。此外，该乘员舱采用轻质碳纤维和先进系统来实现悬浮、载客并安全停车。
该比赛在南加州的一英里测试跑道上举行。此外，每个乘员舱都会加速达到实时报告的最高速度，然后通过制动减速。
最后，裁判将从速度、稳定性、制动和平稳性等方面对乘员舱进行评估。
Pod 的位置、速度和加速度
“我们的原型舱需要在 SpaceX 的 Hyperloop 真空管中运行时，有一种可靠的方法来测量其位置、速度和加速度，”HyperXite 团队队长 Andrew Tec 解释道。
虽然团队最初的想法是利用多个加速度计和旋转编码器进行传感器融合来估计舱体的状态，但 Ellipse-N 以小巧的体积提供了所有这些功能，并达到了工业级精度（0.1° 横摇/纵摇）。
该惯性传感器还提供了其他有价值的功能，例如 GNSS 定位和 CAN 总线协议。
“我们需要一个在接近真空条件下表现良好、易于与精确传感器集成的组件；Ellipse-N 满足了所有标准。” | Andrew T.，HyperXite 团队队长
Ellipse-N 的快速简便集成
该团队在开发过程中使用了美国国家仪器 (National Instruments) 的 Compact RIO 控制器，并发现 SBG 公共 LabVIEW 插件非常方便；这使得测试和开发变得极其简单和快捷。
“我们对 Ellipse-N 给我们的结果非常满意。它是我们获得的关乎数据最可靠的来源。我们乘员舱的状态机行为严重依赖于其估计的轨迹轮廓和时间”，团队队长总结道。
SpaceX 宣布将于 2018 年举办第三届比赛。此外，HyperXite 将携重新设计的乘员舱参赛，以符合更新后的超级高铁 (Hyperloop) 竞赛规则。
Ellipse-N
Ellipse-N 是一款紧凑型高性能 RTK 惯性导航系统，集成有双频四星座 GNSS 接收机。此外，它还能提供横摇、纵摇、航向、升沉和厘米级 GNSS 定位。
Ellipse-N 传感器在动态环境和恶劣 GNSS 条件下表现卓越。此外，它在利用磁航向的较低动态应用中也能高效运行。
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什么是 GNSS 与 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，但它们在基于卫星的导航系统中指的是不同的概念。
GNSS 是所有卫星导航系统的统称，而 GPS 则特指美国的系统。GNSS 包含多个系统，提供更全面的全球覆盖，而 GPS 只是这些系统中的一个。
通过集成来自多个系统的数据，您可以通过 GNSS 获得更高的精度和可靠性，而仅使用 GPS 可能会受到卫星可用性和环境条件的限制。
AHRS 和 INS 之间有什么区别？
姿态航向参考系统 (AHRS) 与惯性导航系统（INS）之间的主要区别在于其功能以及它们所提供数据的范围。
AHRS 提供方向信息，具体为车辆或设备的姿态（俯仰角、横滚角）和航向（偏航角）。它通常结合使用陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器来计算和稳定方向。AHRS 输出三个轴（俯仰、横滚和偏航）的角度位置，使系统能够了解其在空间中的方向。它广泛应用于航空、无人机、机器人和海洋系统中，以提供精确的姿态和航向数据，这对于车辆控制和稳定至关重要。
INS 不仅提供方向数据（如 AHRS），还跟踪车辆随时间推移的位置、速度和加速度。它使用惯性传感器来估计 3D 空间中的运动，而无需依赖 GNSS 等外部参考。它结合了 AHRS 中的传感器（陀螺仪、加速度计），但也可能包括更高级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。
总而言之，AHRS 侧重于方向（姿态和航向），而 INS 提供全套导航数据，包括位置、速度和方向。
IMU 和 INS 之间有什么区别？
惯性测量单元 (IMU) 与惯性导航系统 (INS) 之间的区别在于它们的功能和复杂性。
IMU（惯性测量单元）提供有关车辆线性加速度和角速度的原始数据，这些数据由加速度计和陀螺仪测量。它提供横滚、俯仰、偏航和运动相关的信息，但不计算位置或导航数据。IMU 专门设计用于传输有关运动和方位的基本数据，以便进行外部处理以确定位置或速度。
另一方面，INS（惯性导航系统）将 IMU 数据与先进的算法相结合，随时间推移计算出车辆的位置、速度和方位。它结合了诸如用于传感器融合和集成的卡尔曼滤波等导航算法。INS 提供实时的导航数据，包括位置、速度和方位，而无需依赖 GNSS 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，尤其是在没有 GNSS 信号的环境中，例如军用无人机、船舶和潜艇。
INS 是否接受来自外部辅助传感器的输入？
我们公司的惯性导航系统接受来自外部辅助传感器（如大气数据传感器、磁力计、里程计、DVL 等）的输入。
这种集成使 INS 具有高度的多功能性和可靠性，尤其是在无 GNSS 环境中。
这些外部传感器通过提供补充数据来增强 INS 的整体性能和精度。
