Voiture de course sans conducteur
Voiture de course sans conducteur
AMZ a choisi le petit et léger Ellipse-N INS pour le mouvement, la synchronisation des équipements et l'analyse dynamique des véhicules.
"Nous avions besoin d'un système de navigation inertielle robuste et haut de gamme qui faciliterait la fusion des capteurs, avec un LiDAR par exemple." | Miguel de la Iglesia Valls, membre de l'équipe
IMU et GPS, pièces maîtresses de la voiture sans conducteur
Pour la première fois, la Formula Student Germany a introduit une catégorie sans conducteur, dans laquelle les voitures de course doivent être adaptées pour rouler sans aucune intervention humaine.
AMZ a décidé de relever le défi et a préparé "flüela", sa voiture utilisée pour la compétition depuis 2015, pour qu'elle soit sans conducteur. Pour l'équipe d'AMZ, lors de la conception d'un véhicule sans conducteur, le site IMU et le GPS sont des éléments essentiels de l'ensemble des capteurs.
Ellipse-N INS/GNSS utilisé par AMZ Racing
Léger et petit, le SBG Ellipse-N est le plus précis de sa catégorie et le plus facile à utiliser, selon l'équipe d'AMZ, qui a également été étonnée par la qualité des données de position en sortie. Le Ellipse-N fusionne les données inertielles et les informations de position pour une trajectoire continue, même en cas de panne du GNSS.
Utilisé dans des conditions très difficiles
Selon l'équipe d'AMZ, la saison des essais a été difficile, avec des journées très chaudes, des journées extrêmement pluvieuses, beaucoup de vibrations, des montages, des démontages, des branchements, des débranchements. Le capteur n'a jamais fait défaut. Chaque capteur inertiel SBG est calibré en dynamique et en température (-40° à 80°C) pour un comportement constant dans toutes les conditions.
Succès d'AMZ Racing
L'équipe a réussi à être :
- premier sur la piste de dérapage (capacité à tourner en régime stabilisé aussi vite que possible)
- premier en trackdrive (course sur une piste inconnue balisée par des cônes),
- seconde en accélération (mesure la capacité de la voiture à accélérer rapidement).
L'événement global comprend des disciplines statiques dans lesquelles l'équipe a également obtenu de bons résultats : première dans la conception et le coût de l'ingénierie, deuxième dans la conception autonome et troisième dans la présentation du plan d'affaires.
Ellipse-NLe robuste système miniature INS/GNSS
Le SBG Ellipse-N offre un roulis de 0,1° et tangage, un cap de 0,5° basé sur le GPS et une position GNSS au niveau du mètre (constellations GPS + GLONASS dans ce cas).
"Nous avons été stupéfaits par la qualité des gyroscopes. Personne dans notre équipe ni dans notre université ne pouvait croire à la faible dérive que nous connaissions", déclare M. De la Iglesia Valls. L'équipe AMZ a également été stupéfaite par la qualité des données de position en sortie.
Ellipse -N intègre un récepteur GNSS et fusionne les données inertielles et les informations de position en temps réel pour une trajectoire continue, même en cas de panne du GNSS.
Des algorithmes supplémentaires ont également été développés pour les applications terrestres afin d'améliorer encore les performances et la robustesse du capteur inertiel. La robustesse est l'une de ces choses que l'on ne remarque que lorsqu'elle n'est pas là.
Selon l'équipe d'AMZ, la saison d'essais a été difficile, avec des journées très chaudes, des journées extrêmement pluvieuses, beaucoup de vibrations, des montages, des démontages, des branchements, des débranchements. Le capteur n'a jamais fait défaut.
Cette fiabilité est également due à l'étalonnage approfondi effectué en usine. Chaque capteur inertiel SBG est calibré en dynamique et en température ; les gyroscopes, accéléromètres et magnétomètres Ellipse-N sont corrigés et calibrés de -40° à 80°C pour un comportement constant dans toutes les conditions.
Ellipse-N
Ellipse-N est un système de navigation inertielle RTK (INS) compact et performant, doté d'un récepteur GNSS intégré à double bande et à quadruple constellation. Il fournit le roulis, tangage, le cap et le pilonnement, ainsi qu'une position GNSS centimétrique.
Ellipse -N Le capteur est le mieux adapté aux environnements dynamiques et aux conditions GNSS difficiles, mais il peut également fonctionner dans des applications moins dynamiques avec un cap magnétique.
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Quelle est la différence entre AHRS et INS?
La principale différence entre un système de référence d'attitude et de cap (AHRS) et un système de navigation inertielle (INS) réside dans leur fonctionnalité et l'étendue des données qu'ils fournissent.
AHRS fournit des informations sur l'orientation, en particulier l'attitude (tangage, le roulis) et le cap (lacet) d'un véhicule ou d'un appareil. Il utilise généralement une combinaison de capteurs, notamment des gyroscopes, des accéléromètres et des magnétomètres, pour calculer et stabiliser l'orientation. Le site AHRS fournit la position angulaire sur trois axes (tangage, roulis et lacet), ce qui permet à un système de comprendre son orientation dans l'espace. Il est souvent utilisé dans l'aviation, les drones, la robotique et les systèmes marins pour fournir des données précises sur l'attitude et le cap, ce qui est essentiel pour le contrôle et la stabilisation du véhicule.
Un site INS fournit non seulement des données d'orientation (comme un site AHRS), mais suit également la position, la vitesse et l'accélération d'un véhicule au fil du temps. Il utilise des capteurs inertiels pour estimer le mouvement dans l'espace 3D sans dépendre de références externes comme le GNSS. Il combine les capteurs que l'on trouve sur AHRS (gyroscopes, accéléromètres), mais peut également inclure des algorithmes plus avancés pour le suivi de la position et de la vitesse, intégrant souvent des données externes telles que le GNSS pour une plus grande précision.
En résumé, AHRS se concentre sur l'orientation (attitude et cap), tandis que INS fournit une suite complète de données de navigation, y compris la position, la vitesse et l'orientation.
Quelle est la différence entre IMU et INS?
La différence entre une unité de mesure inertielle (IMU) et un système de navigation inertielle (INS) réside dans leur fonctionnalité et leur complexité.
Une unité de mesure inertielle ( IMU ) fournit des données brutes sur l'accélération linéaire et la vitesse angulaire du véhicule, mesurées par des accéléromètres et des gyroscopes. Elle fournit des informations sur le roulis, tangage, le lacet et le mouvement, mais ne calcule pas la position ou les données de navigation. Le site IMU est spécialement conçu pour relayer les données essentielles sur le mouvement et l'orientation en vue d'un traitement externe permettant de déterminer la position ou la vitesse.
D'autre part, un système de navigation inertielle ( INS ) combine les données de IMU avec des algorithmes avancés pour calculer la position, la vitesse et l'orientation d'un véhicule au fil du temps. Il incorpore des algorithmes de navigation tels que le filtrage de Kalman pour la fusion et l'intégration des capteurs. Un système INS fournit des données de navigation en temps réel, y compris la position, la vitesse et l'orientation, sans dépendre de systèmes de positionnement externes tels que le GNSS.
Ce système de navigation est généralement utilisé dans des applications qui nécessitent des solutions de navigation complètes, en particulier dans des environnements dépourvus de GNSS, tels que les drones militaires, les navires et les sous-marins.
Qu'est-ce que le GNSS par rapport au GPS ?
GNSS signifie Global Navigation Satellite System (système mondial de navigation par satellite) et GPS Global Positioning System (système mondial de positionnement). Ces termes sont souvent utilisés de manière interchangeable, mais ils renvoient à des concepts différents au sein des systèmes de navigation par satellite.
Le GNSS est un terme générique qui désigne tous les systèmes de navigation par satellite, tandis que le GPS se réfère spécifiquement au système américain. Il comprend plusieurs systèmes qui offrent une couverture mondiale plus complète, alors que le GPS n'est qu'un de ces systèmes.
Le GNSS permet d'améliorer la précision et la fiabilité en intégrant les données de plusieurs systèmes, alors que le GPS seul peut avoir des limites en fonction de la disponibilité des satellites et des conditions environnementales.
Le GNSS représente la catégorie plus large des systèmes de navigation par satellite, y compris le GPS et d'autres systèmes, tandis que le GPS est un GNSS spécifique développé par les États-Unis.
