Fortschrittliche Navigationssysteme für unbemannte Wasserfahrzeuge – USV

Ein USV oder Unmanned Surface Vessel ist eine Art autonomes oder ferngesteuertes Wasserfahrzeug, das für den Betrieb auf der Wasseroberfläche ohne Besatzung an Bord konzipiert ist. USVs werden für verschiedene Zwecke eingesetzt, z. B. für Aufklärungs-, Überwachungs- und Geheimdienstmissionen (ISR).
Diese Wasserfahrzeuge werden wegen ihrer Fähigkeit geschätzt, das operationelle Risiko zu reduzieren, in gefährlichen Umgebungen zu operieren, ihrer Kosteneffizienz und ihrer Fähigkeit, Daten in Echtzeit zu sammeln, während sie ferngesteuert oder für autonome Missionen vorprogrammiert werden.
Navigationssysteme sind für das Funktionieren von Unmanned Surface Vehicles von entscheidender Bedeutung. Sie bieten die notwendige Technologie für die autonome und ferngesteuerte Navigation von Schiffen auf dem Wasser. Diese Systeme integrieren verschiedene Technologien, um eine genaue, zuverlässige und effiziente Navigation in verschiedenen maritimen Umgebungen zu gewährleisten.

Startseite Verteidigung Unbemannte Wasserfahrzeuge

Autonome Führungs- und Steuerungssysteme

Unsere Bewegungs- und Navigationssysteme speisen die Entscheidungsprozesse des USV, wodurch dieser in die Lage versetzt wird, vordefinierten Routen autonom zu folgen, Hindernissen auszuweichen und auf Veränderungen in der Umgebung zu reagieren.

Zunächst einmal verwenden unsere USV-Lösungen fortschrittliche Algorithmen, um eine sichere und effiziente Navigation zu gewährleisten. Mithilfe von Sensordaten passen sie den Kurs des Fahrzeugs in Echtzeit an. Darüber hinaus ermöglichen unsere maritimen Inertiallösungen die Fernüberwachung und -steuerung des USV. Sie übertragen auch Echtzeit-Navigationsdaten, Sensormesswerte und Videos an die Kontrollstation.
Schließlich ermöglichen Kommunikationsverbindungen den Bedienern, in kritischen Situationen einzugreifen und so eine zuverlässige Navigation über große Entfernungen und bei komplexen Missionen zu gewährleisten.

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Real-Time Kinematic Positionierung für USVs

Echtzeit-Kinematik (RTK)-Systeme bieten zentimetergenaue Positionierungsgenauigkeit, indem sie GNSS-Daten mit Echtzeitinformationen einer Referenzstation korrigieren. Dies ist unerlässlich für USV-Operationen, die hohe Präzision erfordern. Jede GNSS-Konstellation, einschließlich GPS, GLONASS und Galileo, liefert globale Positionsdaten, um den genauen Standort der USV (Breitengrad, Längengrad und Höhe) zu bestimmen. Sie bietet präzise Positionierung und Navigation in offenen Gewässern, wo Satellitensignale verfügbar sind, wodurch USVs vordefinierte Routen folgen und bestimmte Wegpunkte mit hoher Genauigkeit erreichen können. Die GNSS-Genauigkeit kann durch den Einsatz von Echtzeit-Kinematik-Positionierung (RTK) oder präziser Punktpositionierung (PPP) verbessert werden, welche die bei GNSS auftretenden Fehler berechnet oder modelliert.

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Datenfusion und Sensorintegration

Unsere Inertialsensoren integrieren oft Daten von mehreren Sensoren (GNSS, IMU, Sonar…), um die Positionierungsgenauigkeit und -zuverlässigkeit zu verbessern. Die Sensorfusion verbessert die gesamte Navigationsleistung und ermöglicht es dem USV, effektiv in komplexen Umgebungen zu arbeiten, in denen eine einzelne Navigationsmethode möglicherweise nicht ausreicht. Mit unseren autonomen Führungs-, Navigations- und Steuerungssystemen minimieren USVs das Risiko menschlicher Fehler und gewährleisten eine konsistentere Leistung bei komplexen Missionen.

USVs bieten kostengünstige, sichere und äußerst vielseitige Lösungen für verschiedene maritime Aufgaben, von Verteidigung und Überwachung bis hin zu Umweltüberwachung und Datenerfassung, und bieten gleichzeitig überlegene Ausdauer und Präzision.

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Unsere Stärken

Unsere Inertialnavigationssysteme bieten mehrere Vorteile für Unmanned Surface Vehicles, einschließlich:

Navigation in dynamischen Umgebungen Präzise Positions- und Orientierungsdaten für eine zuverlässige Navigation unter schwierigen maritimen Bedingungen.
Robuste Leistung in GNSS-verweigerten Gebieten Ununterbrochener Betrieb in Umgebungen mit GNSS-Störungen, wie z. B. Häfen, Brücken oder Offshore-Bauwerke.
Kompakt und leicht Kleine Bauform für die nahtlose Integration in USVs und minimale Auswirkungen auf die Nutzlastkapazität und das Design.
Verbesserte Stabilität und Kontrolle Echtzeit-Bewegungsdaten zur Verbesserung der Stabilität und Kontrolle von USVs für eine präzise Missionsausführung.

Lösungen für unbemannte Wasserfahrzeuge

Unsere innovativen Lösungen liefern außergewöhnliche Präzision und Robustheit und stellen sicher, dass Ihr Schiff in jeder maritimen Umgebung optimal funktioniert. Von der Exploration bis zur Verteidigung bietet unsere Technologie die Zuverlässigkeit, die Sie benötigen.

Pulse 40 IMU Mini Unit Rechts

Pulse-40

Pulse-40 IMU ist ideal für kritische Anwendungen. Gehen Sie keine Kompromisse zwischen Größe, Leistung und Zuverlässigkeit ein.
IMU in taktischer Qualität 0,08°/√hr Rauschgyro 6 µg Beschleunigungsmesser Instabilität der Laufvorspannung 12 Gramm, 0,3 W
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Pulse-40
Ellipse A AHRS Mini Unit Rechts

Ellipse-A

Ellipse-A bietet hochleistungsfähige Orientierung und Seegangsmessung in einem kostengünstigen AHRS mit präziser magnetischer Kalibrierung und robuster Temperaturtoleranz.
AHRS 0.8 ° Heading (Magnetisch) 5 cm Seegang 0,1 ° Rollen und Neigen
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Ellipse-A
Ellipse E INS Mini-Einheit rechts

Ellipse-E

Ellipse-E bietet präzise Navigation durch die Integration mit externen GNSS und Sensoren und liefert Roll-, Nick-, Gier-, Heave- und Positionsdaten.
INS Externes GNSS 0,05 ° Roll & Pitch 0.2 ° Heading
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Ellipse-E
Ellipse N INS Mini-Einheit rechts

Ellipse-N

Ellipse-N ist ein kompaktes, leistungsstarkes Single-Antennen-GNSS, das eine präzise Positionierung auf Zentimeterebene und eine robuste Navigation bietet.
INS Single Antenna RTK GNSS 0,05 ° Roll & Pitch 0.2 ° Heading
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Ellipse-N
Ellipse D INS Mini-Einheit rechts

Ellipse-D

Ellipse-D ist das kleinste Inertialnavigationssystem mit Dual-Antennen-GNSS und bietet präzisen Kurs und zentimetergenaue Genauigkeit unter allen Bedingungen.
INS Dual Antenna RTK INS 0,05 ° Roll und Pitch 0.2 ° Heading
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Ellipse-D
Ekinox Micro INS Mini Einheit Rechts

Ekinox Micro

Ekinox Micro ist ein kompaktes, hochleistungsfähiges INS mit Dual-Antennen-GNSS, das unübertroffene Genauigkeit und Zuverlässigkeit in unternehmenskritischen Anwendungen bietet.
INS Internes GNSS Single/Dual Antenne 0,015 ° Rollen und Neigen 0.05 ° Kurs
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Ekinox Micro

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Fallstudien

Entdecken Sie die Auswirkungen unserer USV-Navigationslösungen anhand unserer detaillierten Fallstudien, die ihre zentrale Rolle für den Erfolg in einer Vielzahl von Projekten verdeutlichen. Unsere hochmoderne Technologie bietet unübertroffene Genauigkeit und Zuverlässigkeit, perfekt zugeschnitten auf die besonderen Anforderungen verschiedener maritimer Operationen.

Meerestechnik

Marine Techonology integriert SBG’ INS/GNSS in HydroDron USV

USV-Navigation

Meerestechnik
SeaRobotics

Lösungen für Bewegung, Heave und Navigation für bathymetrische USV

Unmanned Surface Vehicle (USV)

Searobotics USV
Unmanned Survey Solution

Navsight ermöglicht Multi-Beam- und Lasermessungen an Bord von USV

USV-Vermessung

Autonomes USV an Bord mit INS
ITER Systems

Das perfekte INS für USV-basierte Bathymetrie

USV-Navigation

USV-basierte Bathymetrie
SUNCAR

Präzise und sicher: Modulares Bagger-Assistenzsystem mit Ellipse

Industriebagger

SUNCARs Bagger-Assistenzsystem mit Ellipse

Autonomes Fahren unterstützt durch großflächige Präzisionskartierung mit Apogee

Mobile Mapping

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Sie reden über uns

Hören Sie aus erster Hand von den Innovatoren und Kunden, die unsere Technologie übernommen haben.

Ihre Erfahrungsberichte und Erfolgsgeschichten verdeutlichen den bedeutenden Einfluss unserer Sensoren in praktischen Anwendungen für autonome Fahrzeuge.

University of Waterloo
“Ellipse-D von SBG Systems war einfach zu bedienen, sehr genau und stabil, mit einem kleinen Formfaktor—all dies war für unsere WATonoTruck-Entwicklung von entscheidender Bedeutung.”
Amir K, Professor und Direktor
Fraunhofer IOSB
“Autonome, groß angelegte Roboter werden die Bauindustrie in naher Zukunft revolutionieren.”
ITER Systems
“Wir waren auf der Suche nach einem kompakten, präzisen und kostengünstigen Inertialnavigationssystem. Das INS von SBG Systems war die perfekte Lösung.”
David M, CEO

Entdecken Sie weitere unbemannte Systeme in maritimen Anwendungen

Entdecken Sie, wie Inertialnavigationssysteme eine breite Palette unbemannter maritimer Systeme unterstützen. Von autonomen Überwasserschiffen (USVs) bis hin zu Unterwasserfahrzeugen (UUVs) gewährleisten unsere Lösungen zuverlässige Positions-, Orientierungs- und Bewegungsdaten und ermöglichen so einen sicheren und effizienten Betrieb selbst in den anspruchsvollsten Meeresumgebungen.


Haben Sie Fragen?

Willkommen in unserem FAQ-Bereich. Sollten Sie Erläuterungen benötigen, lesen Sie bitte die Liste der häufig gestellten Fragen unten. Wenn Sie die gesuchten Informationen nicht finden können, zögern Sie bitte nicht, uns direkt zu kontaktieren.

Was ist das Trägheitsnavigationssystem eines USV?

Ein inertiales Navigationssystem für ein unbemanntes Oberflächenfahrzeug (USV) ist entscheidend für präzise Navigation und Steuerung, insbesondere wenn GNSS nicht verfügbar ist. Inertialsensoren erfassen Bewegung und Orientierung und ermöglichen so eine effektive Navigation in anspruchsvollen Umgebungen.

 

Inertialnavigationssysteme (INS) integrieren IMU-Daten mit anderen Systemen wie GNSS oder Doppler-Geschwindigkeitsloggern, um die Genauigkeit zu verbessern. Sie verwenden auch Navigationsalgorithmen wie Kalman-Filterung, um Position und Geschwindigkeit zu berechnen.

 

Inertialsensoren unterstützen den autonomen Betrieb und liefern genaue Kurs- und Positionsdaten für verschiedene Anwendungen. Sie gewährleisten einen effektiven Betrieb unter GNSS-verweigerten Bedingungen und ermöglichen Echtzeit-Anpassungen für eine verbesserte Manövrierfähigkeit.

Was ist eine Nutzlast?

Eine Nutzlast bezieht sich auf alle Geräte, Vorrichtungen oder Materialien, die ein Fahrzeug (Drohne, Schiff …) mit sich führt, um seinen beabsichtigten Zweck über die Grundfunktionen hinaus zu erfüllen. Die Nutzlast ist von den Komponenten getrennt, die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlich sind, wie z. B. seine Motoren, Batterie und Rahmen.

Beispiele für Nutzlasten:

  • Kameras: hochauflösende Kameras, Wärmebildkameras…
  • Sensoren: LiDAR, hyperspektrale Sensoren, chemische Sensoren…
  • Kommunikationsausrüstung: Funkgeräte, Signalverstärker...
  • Wissenschaftliche Instrumente: Wettersensoren, Luftprobennehmer…
  • Andere Spezialausrüstung

Was ist der Unterschied zwischen IMU und INS?

Der Unterschied zwischen einer Inertial Measurement Unit (IMU) und einem Inertial Navigation System (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.
Eine IMU (Inertiale Messeinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, gemessen von Beschleunigungssensoren und Gyroskopen. Sie liefert Informationen über Roll-, Nick- und Gierbewegungen sowie die allgemeine Bewegung, berechnet jedoch keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell darauf ausgelegt, wesentliche Daten über Bewegung und Orientierung weiterzuleiten, die extern verarbeitet werden, um Position oder Geschwindigkeit zu bestimmen.
Ein INS (Inertial Navigation System) hingegen kombiniert IMU-Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Orientierung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es integriert Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.
Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in GNSS-verweigerten Umgebungen, wie militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.

Was ist ein ROV?

ROV (Remotely Operated Vehicle) ist ein unbemannter Unterwasserroboter, der für den Einsatz in Umgebungen konzipiert wurde, die für menschliche Taucher zu tief, gefährlich oder anderweitig unzugänglich sind. ROVs werden häufig in der Meeresindustrie eingesetzt, z. B. in der Offshore-Öl- und Gasindustrie, in der wissenschaftlichen Forschung, in der Umweltüberwachung und bei Marineoperationen. Im Gegensatz zu autonomen Unterwasserfahrzeugen (AUVs), die unabhängig voneinander vorprogrammierte Pfade verfolgen, sind ROVs typischerweise über ein Versorgungskabel mit einem Oberflächenschiff verbunden, das Strom, Kommunikation und Steuersignale liefert. Dieses Kabel ermöglicht es einem menschlichen Bediener an der Oberfläche, das Fahrzeug in Echtzeit zu steuern und so eine präzise Manövrierung, Überwachung und Steuerung der Bordsensoren und -manipulatoren zu ermöglichen.

ROVs sind je nach Einsatz mit einer Vielzahl von Instrumenten ausgestattet. Sie verfügen in der Regel über hochauflösende Kameras für die visuelle Inspektion, Sonarsysteme für die Kartierung und Navigation sowie Manipulatorarme für die Interaktion mit Objekten auf dem Meeresboden. Hochentwickelte Modelle können spezielle Sensoren wie Umweltsonden, Magnetometer und Inertialnavigationssysteme (INS) zur Aufrechterhaltung einer genauen Positionierung unter schwierigen Unterwasserbedingungen enthalten. Da GPS/GNSS-Signale nicht in das Wasser eindringen können, sind ROVs auf eine Kombination aus akustischen Positionierungssystemen, Doppler-Geschwindigkeitsloggern (DVLs), Drucksensoren und Trägheitsnavigation angewiesen, um ihre Position relativ zum Oberflächenschiff oder einem festen Referenzpunkt zu bestimmen. Hochpräzise ROVs, die im Unterwasserbau oder in der wissenschaftlichen Forschung eingesetzt werden, integrieren häufig taktische IMUs, um eine zentimetergenaue Genauigkeit über längere Einsätze zu gewährleisten, selbst in Gebieten mit schlechter akustischer Abdeckung.

Das Design eines ROV ist sehr modular, so dass je nach Missionsanforderungen unterschiedliche Nutzlasten angebracht werden können. Kleine ROVs der Beobachtungsklasse sind leicht und tragbar und für einfache Sichtprüfungen gedacht, während ROVs der Arbeitsklasse viel größer sind und schwere Aufgaben wie Unterwasserbau, Pipeline-Reparatur oder Probenentnahme bewältigen können. ROVs bieten einen unübertroffenen Zugang zu Unterwasserumgebungen, erweitern die menschlichen Fähigkeiten und ermöglichen Operationen in Tiefen und Dauern, die sonst unmöglich wären. Im Wesentlichen ist ein ROV sowohl ein vielseitiges Erkundungswerkzeug als auch eine Präzisionsplattform für die Ausführung komplexer Unterwassermissionen, die die Lücke zwischen menschlicher Aufsicht und robotergestützter Fernsteuerung schließt.