Colaboração entre o Instituto Fraunhofer IOSB e a SBG Systems
O Instituto Fraunhofer é uma renomada organização de pesquisa alemã, pioneira em inovação em uma ampla gama de domínios científicos.
"Os robôs autônomos de grande escala devem revolucionar o setor de construção em breve, transformando a eficiência e a inovação." | Florian OLLIER, Diretor de Marketing da SBG Systems
O Instituto Fraunhofer, uma renomada organização de pesquisa alemã, tem sido pioneiro em inovação em uma ampla gama de domínios científicos. Dentro de sua extensa rede de 76 institutos, o Fraunhofer Institute of Optronics, System Technologies and Image Exploitation IOSB se destaca por seu trabalho inovador em sistemas robóticos móveis autônomos.
Este estudo de caso explora a colaboração entre o Fraunhofer IOSB e a SBG Systems, com foco na integração de nossos sensores inerciais em veículos de construção autônomos.
Reformulando a tecnologia de construção
Os sistemas autônomos tornaram-se indispensáveis para tarefas perigosas, difíceis ou monótonas para os seres humanos.
O grupo de pesquisa de Sistemas Robóticos Autônomos da Fraunhofer IOSB é especializado no desenvolvimento de veículos de construção autônomos, desde escavadeiras para ambientes não estruturados até Unimogs que puxam um caminhão basculante para remover o solo do canteiro de obras.
Os veículos autônomos precisam entender seu ambiente e criar um mapa 3D para determinar sua localização. Eles usam dados de sensores para descobrir como se movimentar em seu ambiente.
Uma colaboração orgulhosa
Para alcançar a verdadeira autonomia em veículos de construção, sensores precisos e confiáveis são cruciais. Esses sensores devem fornecer dados em tempo real para a percepção, o mapeamento e a navegação do ambiente.
A Fraunhofer IOSB precisava de um fornecedor que pudesse fornecer sensores inerciais de alto desempenho para aprimorar os recursos de seus veículos autônomos de construção.
Temos orgulho de colaborar com o estimado Instituto Fraunhofer, conhecido por sua inovação. O Fraunhofer IOSB utilizou vários de nossos produtos em diversas plataformas.
Implementação
Uma aplicação notável envolve a integração do nosso sensor inercial Ekinox em uma escavadeira autônoma capaz de remover o solo.
A Ekinox desempenhou um papel fundamental na captura dos dados de movimento e orientação do veículo, permitindo o mapeamento preciso do ambiente em tempo real.
Esses dados, combinados com algoritmos avançados desenvolvidos por pesquisadores da Fraunhofer, permitiram a percepção, o mapeamento e a navegação precisos.
Resultados
- Escavação autônoma/ Remoção autônoma de solo: A escavadeira equipada com o Ekinox Micro da SBG Systemsalcançou um alto nível de autonomia em tarefas de remoção de solo. A precisão e a confiabilidade do sensor inercial contribuíram para a capacidade do veículo de operar de forma independente em ambientes não estruturados.
- Recuperação de barris: A escavadeira autônoma demonstrou versatilidade ao estender seus recursos para o resgate de barris. Ela foi capaz de executar várias tarefas em sua área de operação.
- Operações do Unimog: A Fraunhofer IOSB está atualmente no processo de conversão do Unimog em um robô que reboca um trailer de despejo para transportar o solo para fora do local de construção. Os sensores inerciais da SBG Systemsalimentam a tubulação de autonomia, que deve aumentar a eficiência e a segurança da operação.
Em poucas palavras
A parceria entre a Fraunhofer IOSB e a SBG Systemsdemonstra como a tecnologia avançada de sensores e a pesquisa inovadora podem alcançar avanços significativos.
A integração de IMUs avançadas a veículos de construção autônomos não apenas melhora o que as máquinas podem fazer hoje, mas também abre as portas para mudanças futuras empolgantes na robótica autônoma.
A Fraunhofer IOSB e a SBG Systems colaboram para ampliar os limites da tecnologia autônoma.
Ekinox Micro
Ekinox Micro combina um sensor inercial MEMS de alto desempenho com um receptor GNSS de antena dupla quadri-constelação e multifrequência para proporcionar uma precisão inigualável, mesmo nas aplicações mais desafiadoras. Com um registrador de dados integrado de 8 GB.
Projetado para operar nas condições mais adversas, Ekinox Micro é qualificado com padrão militar, o que o torna a escolha ideal para qualquer aplicação de missão crítica.
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O que é uma carga útil?
Uma carga útil se refere a qualquer equipamento, dispositivo ou material que um veículo (drone, embarcação...) carrega para realizar seu objetivo pretendido além das funções básicas. A carga útil é separada dos componentes necessários para a operação do veículo, como seus motores, bateria e estrutura.
Exemplos de cargas úteis:
- Câmeras: câmeras de alta resolução, câmeras de imagem térmica...
- Sensores: LiDAR, sensores hiperespectrais, sensores químicos...
- Equipamentos de comunicação: rádios, repetidores de sinal...
- Instrumentos científicos: sensores meteorológicos, amostradores de ar...
- Outros equipamentos especializados
O que é pós-processamento GNSS?
O pós-processamento GNSS, ou PPK, é uma abordagem em que as medições de dados GNSS brutos registrados em um receptor GNSS são processadas após a atividade de aquisição de dados. Elas podem ser combinadas com outras fontes de medições GNSS para fornecer a trajetória cinemática mais completa e precisa para esse receptor GNSS, mesmo nos ambientes mais desafiadores.
Essas outras fontes podem ser uma estação base GNSS local ou próxima ao projeto de aquisição de dados ou estações de referência de operação contínua (CORS) existentes, normalmente oferecidas por agências governamentais e/ou provedores de rede CORS comerciais.
Um software PPK (Post-Processing Kinematic) pode usar as informações de órbita e relógio de satélite GNSS disponíveis gratuitamente para ajudar a melhorar ainda mais a precisão. O PPK permite a determinação precisa da localização de uma estação base GNSS local em um datum de quadro de referência de coordenadas globais absolutas, que é usado.
O software PPK também pode suportar transformações complexas entre diferentes quadros de referência de coordenadas em apoio a projetos de engenharia.
Em outras palavras, ele dá acesso a correções, aumenta a precisão do projeto e pode até mesmo reparar perdas ou erros de dados durante o levantamento ou a instalação após a missão.
O que é GNSS versus GPS?
GNSS significa Global Navigation Satellite System (Sistema Global de Navegação por Satélite) e GPS significa Global Positioning System (Sistema de Posicionamento Global). Esses termos são frequentemente usados de forma intercambiável, mas se referem a conceitos diferentes nos sistemas de navegação por satélite.
GNSS é um termo coletivo para todos os sistemas de navegação por satélite, enquanto GPS se refere especificamente ao sistema dos EUA. Ele inclui vários sistemas que fornecem uma cobertura global mais abrangente, enquanto o GPS é apenas um desses sistemas.
Você obtém maior precisão e confiabilidade com o GNSS, integrando dados de vários sistemas, enquanto o GPS sozinho pode ter limitações, dependendo da disponibilidade de satélites e das condições ambientais.
INS aceita entradas de sensores de auxílio externos?
Os Sistemas de Navegação Inercial da nossa empresa aceitam entradas de sensores de auxílio externos, como sensores de dados aéreos, magnetômetros, odômetros, DVL e outros.
Essa integração torna o INS altamente versátil e confiável, especialmente em ambientes com GNSS negado.
Esses sensores externos aprimoram o desempenho geral e a precisão do INS , fornecendo dados complementares.
Qual é a diferença entre IMU e INS?
A diferença entre uma Unidade de Medição InercialIMU) e um Sistema de Navegação Inercial (INS) está em sua funcionalidade e complexidade.
Uma IMU (unidade de medição inercial) fornece dados brutos sobre a aceleração linear e a velocidade angular do veículo, medidos por acelerômetros e giroscópios. Ela fornece informações sobre rotação, inclinação, guinada e movimento, mas não calcula dados de posição ou navegação. A IMU foi projetada especificamente para transmitir dados essenciais sobre movimento e orientação para processamento externo a fim de determinar a posição ou a velocidade.
Por outro lado, um INS (sistema de navegação inercial) combina IMU com algoritmos avançados para calcular a posição, a velocidade e a orientação de um veículo ao longo do tempo. Ele incorpora algoritmos de navegação como a filtragem de Kalman para fusão e integração de sensores. Um INS fornece dados de navegação em tempo real, incluindo posição, velocidade e orientação, sem depender de sistemas de posicionamento externos, como o GNSS.
Esse sistema de navegação é normalmente utilizado em aplicativos que exigem soluções de navegação abrangentes, especialmente em ambientes com GNSS negado, como UAVs militares, navios e submarinos.