Kompaktes Inertialnavigationssystem für autonome Navigation
Autonomous navigation in autonomous robot, based on odometry fused with Ellipse-A AHRS, and corrected by LiDAR
“With this winning combination, VIKINGS team reaches a centimeter-level absolute precision (< 3 cm), a technical achievement, which has greatly contributed to their two victories.” | Mr. Merriaux
Autonomer Roboter für Öl- und Gasstandorte
Die im Dezember 2013 gestartete ARGOS (Autonomous Robot for Gas and Oil Sites) Challenge wird von dem Öl- und Gasunternehmen TOTAL zusammen mit der französischen Nationalen Forschungsagentur (ANR) organisiert.
Ziel ist es, in weniger als drei Jahren eine neue Generation von autonomen Robotern hervorzubringen, die in der Lage sind, Inspektionsaufgaben durchzuführen, Anomalien zu erkennen und auf Notfälle zu reagieren. Ziel dieses Wettbewerbs ist der Bau eines autonomen Roboters, der sich auf Öl- und Gasstandorten bewegen kann, um die Sicherheit der TOTAL-Betreiber zu erhöhen.
Datenfusion von mehreren Sensoren
Der Roboter von VIKINGS berechnet seine Position, indem er die Odometrie-Vorhersage mit den Daten des Inertialsensors kombiniert. Darüber hinaus korrigiert er diese Informationen mithilfe von zwei LiDARs, einem vorne und einem hinten, für eine 360°-Abdeckung.
Der Roboter verwendet Raupen, die bei Drehungen ein Rutschen verursachen. Daher ist die Odometrie-Genauigkeit bei diesem Fahrzeugtyp besonders schlecht. Darüber hinaus ist das Inertialsystem unerlässlich, um den Kurs genau zu berechnen. Schließlich liefert die Ellipse-A zuverlässige Roll- und Nick-Messungen.
Erreichen einer Positionierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich
Already satisfied with SBG SYSTEMS’ products, the choice was naturally the Ellipse-A attitude and heading reference system. “It provides very good pitch and roll performance thanks to low drift gyros” says Mr. Merriaux.
The Ellipse-A is the second generation of miniature inertial sensors of SBG Systems. It integrates low drift gyroscopes and benefits from the experience gained in algorithms design. Industrial-grade, the Ellipse-A is factory calibrated in temperature and dynamics, ensuring data integrity from -40 to 75 ° C. With this winning combination, VIKINGS team reaches a centimeter level absolute precision (< 3 cm), a technical achievement, which has greatly contributed to their two victories.
“The Ellipse-A provides very good pitch and roll performance thanks to low drift gyros” | Mr. Merriaux
Ellipse-A
Ellipse-A ist ein erschwingliches und leistungsstarkes Attitude and Heading Reference System (AHRS). Es verfügt über ein erstklassiges magnetisches Kalibrierungsverfahren für einen optimalen Kurs und ist für Anwendungen mit niedriger bis mittlerer Dynamik geeignet.
Dieser robuste Trägheitsbewegungssensor ist werkseitig von -40 °C bis 85 °C kalibriert und liefert Roll-, Nick-, Kurs- und Seegangsdaten.
Angebot für Ellipse-A anfordern
Haben Sie Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den Anwendungen, die wir vorstellen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie sich gerne direkt an uns wenden!
Was ist der Unterschied zwischen AHRS und INS?
Der Hauptunterschied zwischen einem Attitude and Heading Reference System (AHRS) und einem Inertial Navigation System (INS) liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der von ihnen bereitgestellten Daten.
AHRS liefert Orientierungsinformationen, insbesondere die Lage (Nick-, Rollwinkel) und den Kurs (Gierwinkel) eines Fahrzeugs oder Geräts. Es verwendet typischerweise eine Kombination von Sensoren, darunter Gyroskope, Beschleunigungsmesser und Magnetometer, um die Orientierung zu berechnen und zu stabilisieren. Das AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsen (Nick-, Roll- und Gierwinkel) aus, wodurch ein System seine Orientierung im Raum verstehen kann. Es wird häufig in der Luftfahrt, bei UAVs, in der Robotik und in Marinesystemen eingesetzt, um genaue Lage- und Kursdaten zu liefern, die für die Fahrzeugsteuerung und -stabilisierung entscheidend sind.
Ein INS liefert nicht nur Orientierungsdaten (wie ein AHRS), sondern verfolgt auch die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs im Zeitverlauf. Es verwendet Trägheitssensoren, um die Bewegung im 3D-Raum zu schätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die in AHRS (Gyroskope, Beschleunigungsmesser) enthaltenen Sensoren, kann aber auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten und sich oft mit externen Daten wie GNSS integrieren, um die Genauigkeit zu verbessern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich AHRS auf die Orientierung (Lage und Kurs) konzentriert, während INS eine vollständige Suite von Navigationsdaten einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung bereitstellt.
Was ist Precise Point Positioning?
Precise Point Positioning (PPP) ist eine Satellitennavigationstechnik, die eine hochpräzise Positionierung durch Korrektur von Satellitensignalfehlern bietet. Im Gegensatz zu traditionellen GNSS-Methoden, die oft auf bodengestützten Referenzstationen basieren (wie bei RTK), verwendet PPP globale Satellitendaten und fortschrittliche Algorithmen, um genaue Standortinformationen zu liefern.
PPP funktioniert überall auf der Welt, ohne dass lokale Referenzstationen erforderlich sind. Dies macht es geeignet für Anwendungen in abgelegenen oder anspruchsvollen Umgebungen, in denen es an Bodeninfrastruktur mangelt. Durch die Verwendung präziser Satellitenorbit- und Zeitdaten sowie Korrekturen für atmosphärische und Mehrwegeffekte minimiert PPP gängige GNSS-Fehler und kann eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erreichen.
Während PPP für die Nachverarbeitung von Positionierungsdaten eingesetzt werden kann, die die Analyse gesammelter Daten im Nachhinein umfasst, kann es auch Echtzeit-Positionierungslösungen bereitstellen. Echtzeit-PPP (RTPPP) ist zunehmend verfügbar, was es Benutzern ermöglicht, Korrekturen zu empfangen und ihre Position in Echtzeit zu bestimmen.
