AMZ Racing erreicht RTK-Navigation mit Teltonika 5G-Router

Highlights

✔ AMZ Racing benötigte eine kompakte und zuverlässige Kommunikationslösung zur Unterstützung eines autonomen Rennfahrzeugs, die gleichzeitig strenge Anforderungen an Platz, Gewicht und Leistung erfüllen sollte.

✔ Der Mobilfunk-5G-Router Teltonika RUTM50 wurde als Kommunikations-Backbone des Fahrzeugs integriert und verbindet kritische Systeme wie die Hauptsteuereinheit, den autonomen Fahrcomputer, die Motorwechselrichter, das Fahrer-Armaturenbrett und das Trägheitsnavigationssystem (INS).

✔ Durch die Ermöglichung eines zuverlässigen Datenaustauschs und der RTK-Korrekturübertragung über die Fahrzeugkonnektivität unterstützte RUTM50 eine präzise RTK-Navigation, eine nahtlose Systemintegration und eine genaue Positionierung.

Zuverlässige 5G-Konnektivität in ein leichtes autonomes Rennfahrzeug integrieren

AMZ Racing entwickelt fortschrittliche elektrische und autonome Rennfahrzeuge, bei denen jede Komponente strenge Anforderungen an Leistung, Zuverlässigkeit und Gewichtseffizienz erfüllen muss.

Für ihre Plattform für autonomes Fahren benötigte das Team eine Kommunikationslösung, die eine zuverlässige 5G-Fahrzeugverbindung gewährleisten und gleichzeitig fortschrittliche RTK-Navigation sowie hochpräzise GPS-Positionierungssysteme unterstützen konnte. Die größte Herausforderung bestand darin, einen Router zu finden, der sich in ein hochoptimiertes Fahrzeugdesign integrieren ließ und gleichzeitig industrietaugliche Zuverlässigkeit und Leistung bot.

Die Lösung musste mehrere wichtige technische Anforderungen erfüllen, um einen zuverlässigen Betrieb im Fahrzeug zu gewährleisten. Aufgrund des begrenzten Platzes musste der Router kompakt und leicht sein und unnötiges Zusatzgewicht vermeiden. Zudem musste er eine stabile 5G-Verbindung für eine zuverlässige drahtlose Kommunikation sowohl während der Fahrzeugtests als auch im Betrieb bereitstellen.

Darüber hinaus musste der Router Ethernet-Netzwerkfunktionen unterstützen, um die Kommunikation zwischen mehreren Onboard-Systemen zu ermöglichen, und einen NTRIP-Client zur Empfangung von RTK-Korrekturdaten für eine verbesserte GPS-Genauigkeit beinhalten. Da das System in einem anspruchsvollen Motorsportumfeld eingesetzt werden sollte, waren hohe Zuverlässigkeit und robuste Leistung unerlässlich.

Eine präzise Positionierung war eine zentrale Voraussetzung für das autonome Fahrsystem und die RTK-Navigationsfunktionen des Fahrzeugs. Durch die Verwendung von RTK-Korrekturdaten konnte das Navigationssystem die GPS-Genauigkeit von Standardpositionierungsniveaus auf Zentimetergenauigkeit verbessern.

Daher musste das Kommunikationssystem eine zuverlässige und kontinuierliche Übertragung von RTK-Korrekturdaten zwischen dem externen Netzwerk und dem Trägheitsnavigationssystem (INS) des Fahrzeugs gewährleisten, um eine präzise Positionierung und einen stabilen autonomen Betrieb zu ermöglichen.

Topologie

Teltonika RUTM50: ein leichter 5G-Kommunikationsknotenpunkt für autonome Rennfahrzeuge

Der Mobilfunkrouter Teltonika RUTM50 (5G) wurde aufgrund seiner zuverlässigen Konnektivität, seiner kompakten Abmessungen (132 x 44,2 x 95,1 mm) und seines leichten Industriedesigns als Kommunikations-Backbone für das autonome Fahrzeug ausgewählt. Dank dieser Eigenschaften konnte der Router in die hochoptimierte Fahrzeugarchitektur integriert werden und gleichzeitig die strengen Anforderungen an Platz und Gewicht erfüllen.

Dank der USB-A-Schnittstelle ist eine nahtlose Integration in das GPS-System des Fahrzeugs möglich, sodass der Router als NTRIP-Client fungieren und RTK-Korrekturdaten an das Navigationssystem liefern kann.

AMZ Racing hat diesen Router auch aufgrund früherer positiver Erfahrungen mit der Zuverlässigkeit von Teltonika-Geräten in anspruchsvollen Anwendungen ausgewählt.

Um Gewicht und Platzbedarf weiter zu optimieren, entfernte das Team den Router aus seinem ursprünglichen Aluminiumgehäuse und integrierte ihn mithilfe einer kundenspezifischen Leiterplatte direkt in die Hauptsteuereinheit des Fahrzeugs.

Im Zentrum der Kommunikationsarchitektur des Fahrzeugs fungiert RUTM50 als zentrale Verbindungsstelle für alle kritischen Systeme und ermöglicht einen zuverlässigen Datenaustausch zwischen der Hauptsteuereinheit, den Motorumrichtern, dem autonomen Fahrcomputer, dem Fahrer-Armaturenbrett und dem Trägheitsnavigationssystem (INS).

Innerhalb dieser Konfiguration Die Hauptsteuereinheit koordiniert die gesamte Fahrzeugkommunikation und den Betrieb, während die Wechselrichter den elektrischen Antriebsstrang steuern. Der autonome Fahrcomputer verarbeitet Sensordaten und steuert die autonomen Fahrfunktionen, während das Fahrerdisplay wichtige Fahrzeuginformationen liefert.

Über dieselbe Netzwerkinfrastruktur empfängt das INS RTK-Korrekturdaten für eine hochpräzise Positionierung und gewährleistet so eine genaue Navigation und einen zuverlässigen autonomen Betrieb. Zusätzlich fungiert der RUTM50 5G-Router als leistungsstarker Ethernet-Switch und ermöglicht eine schnelle und effiziente Kommunikation zwischen den angeschlossenen Systemen mit der für autonome Rennanwendungen erforderlichen geringen Latenz.

Um in der anspruchsvollen Motorsportumgebung eine stabile drahtlose Kommunikation zu gewährleisten, nutzt die Installation vier Mobilfunkantennen und eine WLAN-Antenne. Mit dem Teltonika RUTM50 Router als Basis seiner Kommunikationsarchitektur realisierte AMZ Racing eine leichte, zuverlässige und hochintegrierte Konnektivitätslösung, die fortschrittliche autonome Fahrtechnologien und präzise Fahrzeugpositionierung unterstützt.

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