Speedbox Hız Sensörü – IMU -RTK-INS

Araç Performans Testleri için...

Speedbox_mk2

SPEEDBOX Hız Sensörü 

  • PurePhase teknolojisi ile çok yüksek doğruluklu temassız hız sensörü
  • GPS ve ataletsel teknolojiler ile güvenilir 200 Hz hız ölçümü
  • RTK, IMU ve INS geliştirme seçenekleri

SPEEDBOX profesyonel otomotiv testleri le diğer endüstriyel ve üst düzey motor sporları uygulamaları için tasarlanmış çok yüksek doğruluklu temassız bir hız sensörüdür. GPS sinyali için uygun olmayan çevre koşullarında dahi üstün performans sunmak için GPS ve ataletsel verilerin adaptif filtre ile birleşiminden oluşan düşük gecikmeli, enterpolasyonsuz hız ölçümleri sağlar. Yüksek kalitede işlenmiş alüminyum muhafaza içerisinde Race Technology’nin yılların birikimi yarış tecrübesi ile oldukça yüksek güvenilirlikli bir tasarım sunar. Yüksek doğruluklu hız ölçümleri, farklı veri toplama ve görüntüleme sistemlerine entegrasyon için farklı formlarda çıkışlar olarak sunulabilmektedir: CAN, RS232, analog ve tam anlamıyla yapılandırılabilir dijital pals çıkışları standarttır.

SPEEDBOX'ın kombine GPS/ivmeölçer çıkışı ile sadece GPS tabanlı sensörü çıkışı arasındaki fark

SPEEDBOX’ın kombine GPS/ivmeölçer çıkışı ile sadece GPS tabanlı sensörü çıkışı arasındaki fark

SPEEDBOX Race Technology’nin pek çok keşif sınıfı GPS alıcıları bile performansıyla gölgede bırakan hız ölçümleri için optimize edilmiş yüksek doğruluklu 20 Hz PurePhase GPS çözümünü kullanmaktadır. Bu eşsiz GPS teknolojisi daha düşük gürültü ve gecikme ile daha yüksek bant genişliği sunarak GPS tabanlı sensörleri geride bırakırken sinyal kopmalarına karşı çok daha fazla dayanıklıdır. Frenleme testleri, şasi dinamiği, kaza canlandırma, tekerlek testleri ve stabilite yönetim testleri gibi çeşitli otomotiv test uygulamalarında 5. tekerlek, optik ve GPS tabanlı sensörler yerine kullanım için ideal bir seçenektir.

SPEEDBOX tekerlek hız sensörlerinde görülen hatalar, aşınma ve kalibrasyon gereksinimlerini bertaraf ederek kalibre edilmiş tekerlek sensörüne göre 40 kat daha isabetli hız ölçüm bilgisi verebilmek için sadece açık bir gökyüzüne ihtiyaç duyar.

evolution_537


SPEEDBOX Temel Özellikleri

SPEEDBOX ürününün ana özelliği ivmeölçer ve GPS hız verilerinin birleştirilmesinden meydana gelen 200 Hz yüksek doğruluklu hız çıkışıdır. SPEEDBOX ürününün anahtar özellikleri aşağıdaki gibidir:

  • Yüksek doğruluklu 200 Hz hız çıkışı – Cihazın en önemli özelliği. SPEEDBOX’ın içerisinde yüksek doğruluklu çift eksen silikon ivmeölçer bulunur. Bu sensörden okunan değerler GPS hız bilgisi ile birleştirilerek hem yüksek doğruluklu hem de hızlı dinamik cevaba sahip 200 Hz kombine hız çıkışı olarak sunulur.
  • 20 Hz GPS hız ve konum çıkışı – GPS hız ve konum bilgileri hesaplanır ve 20 Hz hızında çıkış olarak verilir.
  • 3 eksende ivme ölçümleri – Ham doğrusal ve yanal ivme bilgisi 200 Hz’de çıkış olarak verilir. Cihaz bu verinin doğruluğundan emin olmak adına doğru şekilde araca monte edilmelidir. Pek çok OEM testleri ile motor sporları uygulamalarına uygun 2g’lik icmeölçer standart olarak sunulmaktadır. Gerekli olması durumunda 6g’lik sensör opsiyonel olarak sunulabilmektedir.
  • Geniş çıkış format seçenekleri – Mevcut çıkış formatları arasında CAN, RS232 (RT format, UBLOX ve NMEA), analog ve pals bulunmaktadır. RS232 üzerinden NMEA gibi özel çıkış mesajları talep üzerine eklenebilir.
  • Yapılandırılabilir –  SPEEDBOX çıkış detaylarının yapılandırılmasına izin veren PC tabanlı yapılandırma programı ile beraber sunulmaktadır.
  • Yükseltilebilir cihaz yazılımı – SPEEDBOX cihaz yazılımı PC seri portu üzerinden flaşlanarak yükseltilebilmektedir.
  • Yazılım ve dokümantasyon – SPEEDBOX, kurulum, yapılandırma, kullanım ve çıkış verisi işleme içi tam kullanım kılavuzu sunan geniş kapsamlı yazılım CD’si ile beraber sunulmaktadır.

Tüm SPEEDBOX modelleri hız bilgisini yön tayiniyle beraber algılama yetneğine sahiptir. Örnek olarak aşağıda park yerinden geri manevra ile çıkan ve sonrasında düşük hızla seyreden bir aracın hız zaman grafiği yer almaktadır. Geri yöndeki hız negatif olarak verilmiştir.

speedbox_reverse_detect


SPEEDBOX Versiyonları

SPEEDBOX RTK, IMU ve yeni INS sistemi olmak üzere farklı opsiyonlara sahiptir. RTK (Real-Time Kinematics) gövde kayma (slip angle) ve doğrultu (yaw) açılarını ölçmek için 2 GPS alıcısını dijital pusula olarak kullanır. IMU (Inertial Measurement System) seçeneği ivmeler ile yana yatma(roll)/öne devrilme(pitch)/doğrultu(yaw) açısal hızlarını oldukça hassas atalet sensörü kullanarak belirler.RTK ve IMU seçenekleri aynı ünite üzerinde kullanılabilmektedir. Son olarak da INS seçeneği (1 standart ve 2 taktiksel sınıf model ile) GPS ve ataletsel ölçümleri birleştiren hassas çatı montajlı sensör sistemi ile oldukça yüksek doğrulukta hız, konum ve roll/pitch/yaw açılarını 200 Hz hızında verebilmektedir.

Her seçeneğin özelliklerinin özetleri aşağıdaki tabloda görülebilmektedir:

SpeedBox_Summary2

SpeedBox_Summary1

Speedbox_All

speedbox_mini_main

SPEEDBOX MINI – Hız Sensörü 

  • PurePhase teknolojisi ile çok yüksek doğruluklu temassız hız sensörü
  • GPS ve ataletsel teknolojiler ile güvenilir 200 Hz hız ölçümü
  • RTK ve INS geliştirme seçenekleri

SPEEDBOX MINI, standart SPEEDBOX ile aynı yüksek doğruluklu 20 Hz PurePhase GPS çözümünü kullanır. Yüksek doğruluklu bu çözüm, serinin üst noktası araştırma sınıfı GPS alıcılarından bile daha iyi çalışır ve  hız ölçümleri için optimizedir. Bu benzersiz GPS teknolojisi daha düşük gürültü ve üstün bant aralığı sunarak “yalnızca GPS sensörleri”nden daha iyi çalışır ve düşürmelere karşı daha dirençlidir. Kırılma testi, şasi dinamiği, kaza rekonstrüksüyonu, lastik testi ve stabilite yönetim testi de dahil olmak üzere bir çok otomotiv test uygulamasında 5.tekerlek, optik ve yalnızca-GPS sensörlerinin yerini alır.

SPEEDBOX MINI  aynı yüksek doğruluklu hız ölçümünü, alanın ve ağırlığın kritik olduğu uygulamalarda kullanmak için daha küçük ve hafif bir pakette sunar. RTK ve INS seçeneklerinin mevcut olmasıyla birlikte, SPEEDBOX MINI yarış araçları geliştirme, kurulum ve optimizasyonu için tercih sebebidir. SPEEDBOX-MINI’nin, SPEEDBOX ile temel farklılıkları aşağıdaki gibidir:

  • Yalnızca standart / RTK / ya da INS versiyonlarında mevcuttur. IMU seçeneği mevcut değildir.
  • 9-30 V daha yüksek standart birim voltaj aralığına göre güç girişi 9-15 V’tur.
  • Analog giriş ve çıkışı yoktur.
  • Birim çok daha küçüktür. Ölçüm biriminin toplam boyutları yalnızca 160 x 132 x 27 mm’dir.
  • Fiyatı standart SPEEDBOX’tan daha ekonomiktir.

speedbox_imu_main

SPEEDBOX-IMU Seçeneği

  • Oldukça yüksek doğrulukta temassız hız sensörü
  • Zorlu GPS koşulları için geliştirilmiş doğruluk
  • İlave olarak açısal hız ölçümleri

SPEEDBOX’ın IMU opsiyonu ana cihazdaki ivmeölçerlerin doğruluğunu cihazın çalışma sıcaklığının üstünde tam sıcaklık dengelenmesi yapılmış ivmeölçerler kullanarak artırır.Ayrıca IMU kasası içinde hizayı dengelemek için kalibre edilmişlerdir. Kasanın kendisi maksimum doğruluk için birime dübellerle monte edilmiştir. İvmeölçerin doğruluğuna ek olarak, IMU seçeneği dönüş, sapma ve eğim oranlarını vermek için ayrıca 3 eksenli ataletsel algılama ekler. Jiroskop sensörleri birimin çalışma sıcaklığı aralığının tamamında kalibredir.

JİROSKOP TEKNİK ÖZELLİKLERİ

ParametrelerKoşullar MinTipik MaksBirim
HassasiyetHer eksen
Dinamik aralık±300±350°/s
Başlangıç hassasiyeti0.050.050.051°/s/LSB
Sıcaklık katsayısı40ppm/°C
Jiroskop dikey olmayan eksen90° idealden fark±0.05Derece
Jiroskop eksen hizasızlığıKılavuz pinleri ve taban plakası ile ilgili±0.5Derece
DoğrusalsızlıkEn uygun doğru0.1%[Tam Ölçek]

JİROSKOP ÖZELLİKLERİ

Çalışma bias stabilitesi1 Ø0.007°/s
Açısal rastgele yürüme1 Ø2°/√hr
Bias sıcaklık katsayısı±0.01°/s/°C
Bias üzerinde lineer ivmelenme etkisiHerhangi bir eksen, 1Ø0.05°/s/g

JİROSKOP GÜRÜLTÜ PERFORMANSI

Çıkış gürültüsü±300°/s aralık, filtresiz0.9°/s rms
Gürültü yoğunluğu oranıf=25Hz, ±300°/s, filtresiz0.05°/s/√Hz

JİROSKOP FREKANS CEVABI

3 dB bant aralığı330Hz
Sensör rezonant frekansı14.5kHz

İVMEÖLÇER TEKNİK ÖZELLİKLERİ

ParametrelerKoşullarTipikBirim
İVMEÖLÇER HASSASİYETİHer eksen
Dinamik aralık±18g
Başlangıç hassasiyeti3.2853.333.38mg/LSB
Sıcaklık katsayısı±50ppm/°C
Dikey olmayan eksen90° idealden fark±0.2Derece
Eksen hizasızlığıKılavuz pinleri ve taban plakası ile ilgili±0.5Derece
LineersizlikEn Uygun Doğru, ±17g0.1%[Tam Ölçek]

İVMEÖLÇER ÖZELLİKLERİ

Çalışma bias stabilitesi1 Ø0.2mg
Hız rastgele yürüme1 Ø0.2m/s/√hr
Bias sıcaklık katsayısı±0.3mg/°C

İVMEÖLÇER ÇIKIŞ GÜRÜLTÜSÜ

Çıkış gürültüsüFiltresiz, 0g9mg /rms
Gürültü yoğunluğuFiltresiz, 0g0.5mg/√Hz rms

İVMEÖLÇER FREKANS CEVABI

3 dB bant aralığı330Hz
Sensör rezonant frekansı5.5kHz

speedbox_rtk_main

SPEEDBOX-RTK Gerçek Zamanlı Kinematik Kayma Açısı Ölçüm Opsiyonu

  • 20 Hz yaw ve pitch çıkışı
  • 20 Hz GPS hız ve konum çıkışı
  • 20 Hz doğrultu ve eğim (gradient) çıkışı

SPEEDBOX-RTK araç sapmasını ve eğimi saniyede 20 kez doğru olarak ölçmek için inovatif keskin kenarlı “Hareketli Baz Gerçek Zamanlı Kinematik” GPS teknolojisini kullanır. Bu parametreler iki ayrı GPS anteninden yüksek doğruluklu konum ölçümü kullanılarak hesaplanır. İki GPS anteninin göreli konumları bir kaç milimetre içinde belirlenebilir, böylece 1m referans çizgisi uzaklığı için iki anten arasındaki araç eğimi ve sapması yüksek bir doğrulukta hesaplanabilir. Araç sapması ve eğim direkt olarak ölçülür, aracın hareket etmesine gerek yoktur.

Slip

Pitch


SPEEDBOX-RTK Kilitlenme Süresi

rtk_lock

Eşsiz GPS pusula sistemi genellikle gerçek saha koşulları doğrultusunda sadece 5 saniye içerisinde yeninden kilitlenmeyi başarır. Bu süre 30 saniyeden dakikalar mertebesinde sürelerde kilitlenme sağlayan herhangi bir rakip ürün sisteminin bile çok önündedir. Bu durum göz önüne alındığında rakip sistemler sadece GPS kesintisinin olmadığı test pistlerinde kullanıma uygunken, SPEEDBOX sistemi yarış pistlerinde ve kamusal karayollarında kullanılabilmektedir.


SPEEDBOX-RTK Kullanımı

SPEEDBOX-RTX, veri toplama sistemine RS232, CAN, itme ve analog çıkışların herhangi bir kombinasyonu olarak bağlanır. Birimin kendisi kalibrasyon gerektirmez, ancak iki GPS anteni aracın üst kısmına belli bir mesafede sabitlenmelidir (tipik olarak 1m). İki anten arasındaki uzaklığın tam doğru ölçümü gerekli değildir, çünkü birimin kendisi aradaki uzaklığı net olarak hesaplayacaktır. Çalıştırıldığında, SPEEDBOX-RTK otomatik olarak GPS uydularına kilitlenir ve antenlerin bağıl konumlarını kullanarak aracın yaw ve pitch açılarını, tek anten kullanarak da doğrultu, eğim, hız ve konum bilgilerini hesaplar. SPEEBOX-RTK’nın üzerindeki bir durum bildirme ışığı kullanıcıyı o anki durum için bilgilendirir.

RTKdia

 

speedbox_ins_main

SPEEDBOX-INS Seçeneği

  • Yüksek doğruluklu otomotiv hız sensörü – ataletsel (IMU) ve GPS teknolojilerinin daha doğru ve güvenilir ölçümler için kullanımı
  • İvme, hız, mesafe, konum ve araç davranışlarını (roll, pitch ve yaw) içeren tüm kanallarda 200 Hz ölçüm hızı
  • Test pistleri kadar karayollarında kullanımı da mümkün kılan GPS sinyali kayıplarına karşı dayanıklı
  • Karmaşık kurulum gereklilikleri olmaksızın kolay kurulum ve kullanım
  • Çift antenli versiyonlarda çift GPS RTK (Real Time Kiematics) anteni

SPEEDBOX-INS bu serideki test ürünlerinin en iyisidir. Atalet ve GPS sistemlerinin birleşimi bir teknolojiyi, üstelik ikisinin de yalnızca en iyi özelliklerini alıp dezavantajlarını eleyerek kullanır. INS seçeneği referans GPS verisi ve atalet verisiyle çakıştırmak için karmaşık bir algoritma ve Kalman filtrelemesini kullanır.Bu, zorlu GPS koşullarında bile herhangi bir sinyal kesilmesi atalet verisi referans alınarak doldurulabilir demektir. SPEEDBOX-INS seçeneğinin bu özellikleri onu test yolları için olduğu kadar gerçek yol testleri için de ideal yapar.

speedbox_ins_range

GPS antenleri ve tek çatı üzerine yerleştirilmiş bir IMU ile sistemin düzeni bize veriyi başlangıç durumuna getirmeye gerek olmadan koordine edebilme imkanı verir. Bu özellik sayesinde sistemin kurulumu hızlıdır ve kullanımı kolaydır. GPS kilidini elde ettiğiniz anda birkaç dakika içinde test için hazır olarak veriyi elde edebilirsiniz.

Aşağıdaki tabloda 3 farklı model için ölçüm hızları ve doğrulukları verilmiştir.

Standart Çift Anten

Taktiksel Çift Anten

Taktiksel Tek Anten

İvme200 Hz, 0.02 m/s2200 Hz, 0.01 m/s2200 Hz, 0.01 m/s2
Hız200 Hz, 0.015 m/s200 Hz, 0.015 m/s200 Hz, 0.015 m/s
Uzaklık200 Hz, 40m’de 3 cm200 Hz, 40m’de 3 cm200 Hz, 40m’de 3 cm
Konum200 Hz, 2m200 Hz, 2m200 Hz, 2m
Dönme/sapma/eğim oranları200 Hz, 0.05 derece/s200 Hz, 0.01 derece/s200 Hz, 0.01 derece/s
Sapma doğruluğu200 Hz, 0.15 derece200 Hz, 0.08 derece200 Hz, 0.08 derece
Dönme/eğim doğruluğu200 Hz, 0.1 derece200 Hz, 0.04 derece200 Hz, 0.04 derece

INS Opsiyonunun Avantajları

INS sensör sistemi ham ataletsel ve GPS çıkışlarının araç davranışları (roll,pitch, yaw), ivme, hız, mesafe, eğim ve doğrultu ile konumu doğru bir şekilde ölçebilmek için gerçek zamanlı olarak birleştirildiği SPEEDBOX ana ünitesine bağlıdır. Tüm ölçümler milisaniyeler mertebesinde oldukça düşük gecikme ile gerçekleştirilir ve 200 Hz hızında enterpolasyon kullanılmadan çıkış olarak verilir.Çift anten kullanımı iki anten arasında oldukça isabetli ölçümler yapılmasına izin verir ve bu şekilde aracın yaw ve pitch açıları bir derecenin onda biri mertebesinde ölçülebilmektedir.

SPEEDBOX-INS detaylı sürücü/pist/ araç tutuşu analizleri, performans testeri, frenleme ve lastik testleri, yakıt ekonomosi, hız doğrulama, sürücü yardımcı sistemleri geliştirilmesi gibi uygulamalarda kullanıma uygundur.

INS sistemi benzer herhangi bir sistemden 3 önemli konuda ayrışır: kurulum ve kullanım kolaylığı, GPS kayıplarına karşı daha dayanıklı oluşu ve rakip sistemlere göre daha ekonomik fiyatı.

Diğer sistemlerin araca yerleştirilmesi 30 dakika kadar sürerken ve daha detaylı yapılandırma ayarı gerektirirken, INS sistemi araca dakikalar içerisinde kurulup veri çıkışı vermeye başlamaktadır. Yapılandırmaya gerek yoktur ve sistem başlangıça hazırlama fazına gerek duymaz.

Sistem otomotiv koşulları gözeterek özel olarak tasarlanmıştır. Çift antenli GPS alıcısı özel olarak tasarlanmış ve sistem muhafazası ve sensör sistemi zorlu otomotiv şartları düşünülerek seçilmiştir. Sensör sistemi dahil olmak üzere tüm ana parçalar CNC’de işlenmiştir ve konnektörler yüksek kalitededir.

Son olarak sistem benzer sistemlerle karşılaştırıldığında -fiyat/performans anlamında yeni bir sınıf oluşturmuştur.  INS opsiyonlu SPEEDBOX sistemi rakiplerin sadece GPS alıcılı sistemleri ile benzer fiyatlara sahiptir.

speedbox_ins_example

Back to Top

* Bu alanlar gereklidir.

CAPTCHA image