Höhere Leistung bei geringer Dynamik
Mobile Mapping Systeme mit integrierten IMUs liefern Echtzeitdaten und liefern wichtige Einblicke in die Umweltdynamik.
Diese Systeme ermöglichen die Erstellung von hochauflösenden Karten (HD-Karten) für autonome Fahrzeuge, verbessern die Genauigkeit und reduzieren das Risiko von Datenlücken, was sie für Anwendungen wie Infrastruktur-Mapping, Straßenvermessungen und Umweltanalysen unerlässlich macht.
Durch die fortschrittliche GNSS- und Inertialintegration bieten mobile Mapping-Systeme eine schnelle Einrichtung und Initialisierung, wodurch Ausfallzeiten minimiert und eine schnelle Datenerfassung ermöglicht wird. Dies ist besonders wertvoll in zeitkritischen Szenarien, wie z. B. bei mobilen Infrastrukturvermessungen oder Notfall-Mapping, wo ein schneller Einsatz entscheidend ist.
In Umgebungen mit geringer Dynamik, wie z. B. bei Fahrzeugen, die sich langsam durch städtische Gebiete oder in Innenräumen bewegen, erhalten leistungsstarke Inertialsysteme präzise Positions- und Orientierungsdaten. Während traditionelle GPS-Systeme unter solchen Bedingungen Schwierigkeiten haben können, gewährleistet ein mit GNSS integriertes INS kontinuierliche, zuverlässige Daten, selbst in GNSS-abgelehnten Umgebungen.
Diese Systeme gewährleisten eine konsistente Leistung und liefern genaue 3D-Modelle, topografische Karten und Geodatenprodukte in jeder Umgebung. Sie erhalten die Genauigkeit unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit oder der Komplexität der Umgebung.
Einzelne Kommunikationsschnittstelle mit integrierter Synchronisierung
Unsere Trägheitssysteme unterstützen einen optimierten Integrationsprozess mit einer einzigen Kommunikationsschnittstelle. Das INS kann als zentrale Drehscheibe für Daten von GNSS- und LiDAR-Sensoren dienen. Durch die Verwendung von branchenüblichen Kommunikationsprotokollen, Ethernet oder CAN-Bus können Sie das INS mit Ihrem GNSS-Empfänger und mobilen LiDAR-System verbinden, wodurch die Hardwarekomplexität minimiert und die Notwendigkeit mehrerer Kommunikationsverbindungen vermieden wird.
Unsere INS-Lösungen verfügen über integrierte Synchronisierungsfunktionen, die eine nahtlose Datenfusion zwischen GNSS-, LiDAR- und Trägheitsdaten gewährleisten.
Das INS kann als PTP-Master-Clock dienen und Zeitstempel von allen Sensoren synchronisieren, was für SLAM-Operationen entscheidend ist. Es verwendet Echtzeituhrfunktionen (RTC) und die Fähigkeit, GNSS-Timing- und externe Triggersignale zu verarbeiten. Das INS stellt sicher, dass GNSS- und LiDAR-Daten für eine genaue SLAM-Verarbeitung korrekt ausgerichtet sind.
Echtzeit- und Post-Processing-Funktionen
Mobile Mapping Systeme (MMS) bieten sowohl Echtzeit- als auch Post-Processing-Funktionen, die es den Benutzern ermöglichen, sofort auf Daten zuzugreifen und gleichzeitig die Ergebnisse später zu verfeinern, um die Genauigkeit zu verbessern.
Die Echtzeit-Datenerfassung ermöglicht es Ingenieuren oder Vermessern, sofortige Bewertungen vorzunehmen, während die Post-Processing-Software sicherstellt, dass das Endergebnis so genau wie möglich ist. Inertiale Systeme tragen wesentlich zu diesem Prozess bei, indem sie konsistente und zuverlässige Positionsdaten liefern, selbst wenn Satellitensignale nicht verfügbar oder beeinträchtigt sind.
Mobile Mapping-Plattformen, die mit inertialen Systemen ausgestattet sind, bieten Flexibilität bei der Datenerfassung und -analyse. Die Bediener können Parameter im laufenden Betrieb anpassen und so sicherstellen, dass ihre Mapping-Projekte die erforderlichen Standards für Genauigkeit und Präzision erfüllen.
Wir bieten Qinertia an, eine leistungsstarke Post-Processing-Software, die GNSS- und INS-Daten für eine höhere Trajektoriengenauigkeit verfeinert. Qinertia ergänzt SLAM-basierte Mapping-Workflows, indem es die Präzision und Zuverlässigkeit erhöht.
Entdecken Sie unsere Lösungen für Mobile Mapping
Unsere Inertial Navigation Systems (INS) sind speziell für Vermessungsmärkte konzipiert und bieten hohe Leistung und Benutzerfreundlichkeit. Sie basieren auf fortschrittlichen Inertialsensoren und integrieren modernste Algorithmen und GNSS-Technologie, um präzise Navigations- und Positionierungsdaten zu liefern. Unsere Systeme sind in hohem Masse anpassungsfähig und verfügen über konfigurierbare Komponenten, um spezifische Anwendungsanforderungen zu erfüllen.
Ekinox-D
Apogee-D
Navsight Land-Air
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Fallstudien
SBG Systems arbeitet mit führenden Unternehmen zusammen, um hochleistungsfähige Inertiallösungen für Mobile Mapping zu liefern.
Unsere Fallstudien beleuchten erfolgreiche Projekte, bei denen unsere Technologie die Datenerfassung und -analyse verbessert hat.
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Ihre Erfahrungsberichte und Erfolgsgeschichten verdeutlichen den bedeutenden Einfluss unserer Sensoren in praktischen Anwendungen für autonome Fahrzeuge.
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SBG Systems bietet hochleistungsfähige Inertialnavigationssysteme und Bewegungssensoren für die Land-, See- und Luftvermessung. Unsere Inertiallösungen ermöglichen es Geodatenexperten, präzise Positions-, Orientierungs- und Bewegungsdaten in jeder Umgebung zu erfassen.
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Haben Sie Fragen?
In unserem FAQ-Bereich werden häufige Fragen zu Mobile-Mapping-Systemen und den dahinter stehenden Technologien beantwortet. Außerdem werden Best Practices erläutert und gezeigt, wie Sie unsere Produkte in Ihre Lösungen integrieren können.
Was bedeutet SLAM?
SLAM, was für Simultaneous Localization and Mapping steht, ist eine Rechentechnik, die in der Robotik und Computer Vision verwendet wird, um eine Karte einer unbekannten Umgebung zu erstellen und gleichzeitig den Standort eines Agenten innerhalb dieser Umgebung zu verfolgen. Dies ist besonders nützlich in Szenarien, in denen GNSS nicht verfügbar ist, z. B. in Innenräumen oder in dichten städtischen Gebieten.
SLAM-Systeme bestimmen die Position und Orientierung des Agenten in Echtzeit. Dies beinhaltet die Verfolgung der Bewegung des Roboters oder Geräts, während es durch die Umgebung navigiert. Während sich der Agent bewegt, erstellt das SLAM-System eine Karte der Umgebung. Dies kann eine 2D- oder 3D-Darstellung sein, die das Layout, Hindernisse und Merkmale der Umgebung erfasst.
Diese Systeme verwenden oft mehrere Sensoren, wie z. B. Kameras, LiDAR oder Inertial Measurement Units (IMUs), um Daten über die Umgebung zu sammeln. Diese Daten werden kombiniert, um die Genauigkeit sowohl der Lokalisierung als auch der Kartierung zu verbessern.
SLAM-Algorithmen verarbeiten die eingehenden Daten, um die Karte und den Standort des Agenten kontinuierlich zu aktualisieren. Dies beinhaltet komplexe mathematische Berechnungen, einschließlich Filter- und Optimierungstechniken.
Was ist Real Time Kinematic?
Real-Time Kinematic (RTK) ist eine präzise Satellitennavigationstechnik, die zur Verbesserung der Genauigkeit von Positionsdaten verwendet wird, die aus Global Navigation Satellite System (GNSS)-Messungen abgeleitet werden. Sie wird häufig in Anwendungen wie Vermessung, Landwirtschaft und autonomer Fahrzeugnavigation eingesetzt.
Durch die Verwendung einer Basisstation, die GNSS-Signale empfängt und ihre Position mit hoher Genauigkeit berechnet. Anschließend werden Korrekturdaten in Echtzeit an einen oder mehrere bewegliche Empfänger (Rover) übertragen. Die Rover verwenden diese Daten, um ihre GNSS-Messwerte anzupassen und ihre Positionsgenauigkeit zu verbessern.
RTK bietet eine Genauigkeit im Zentimeterbereich, indem es GNSS-Signale in Echtzeit korrigiert. Dies ist deutlich genauer als die Standard-GNSS-Positionierung, die typischerweise eine Genauigkeit von wenigen Metern bietet.
Die Korrekturdaten von der Basisstation werden über verschiedene Kommunikationsmethoden, wie z. B. Funk, Mobilfunknetze oder das Internet, an die Rover gesendet. Diese Echtzeitkommunikation ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit bei dynamischen Einsätzen.
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.
Was ist eine Echtzeituhr?
Eine Echtzeituhr (Real Time Clock, RTC) ist ein elektronisches Gerät, das die aktuelle Uhrzeit und das Datum auch im ausgeschalteten Zustand erfasst. RTCs werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Zeitmessung erfordern, und erfüllen mehrere Schlüsselfunktionen.
Zunächst führen sie eine genaue Zählung von Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen, Monaten und Jahren, wobei oft Schaltjahr- und Wochentagsberechnungen für langfristige Präzision integriert werden. RTCs arbeiten mit geringem Stromverbrauch und können mit Batteriepuffer betrieben werden, wodurch sie bei Ausfällen die Zeit weiterführen können. Sie liefern auch Zeitstempel für Dateneinträge und Protokolle, was eine genaue Dokumentation gewährleistet.
Zusätzlich können RTCs planmäßige Operationen auslösen, wodurch Systeme aus Low-Power-Zuständen aufwachen oder Aufgaben zu bestimmten Zeiten ausführen können. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Synchronisierung mehrerer Geräte (z. B. GNSS/INS), um sicherzustellen, dass diese kohärent arbeiten.
RTCs sind integraler Bestandteil verschiedener Geräte, von Computern und Industrieanlagen bis hin zu IoT-Geräten. Sie verbessern die Funktionalität und gewährleisten ein zuverlässiges Zeitmanagement in einer Vielzahl von Anwendungen.
Wie funktioniert GPS?
GPS (Global Positioning System) funktioniert durch die Nutzung einer Satellitenkonstellation, präziser Zeitmessung und Trilateration, um Ihre Position überall auf der Erde zu bestimmen.
Hier ist die einfachste, klare Erklärung:
1 – Satelliten senden Signale
Etwa 30 GPS-Satelliten umkreisen die Erde und senden kontinuierlich:
– Ihre genaue Position im Weltraum
– Die genaue Sendezeit des Signals (unter Verwendung von Atomuhren)
Diese Signale bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit.
2 – Ihr Empfänger misst die Laufzeit
Ein GPS-Empfänger (in Ihrem Telefon, Ihrer Drohne, Ihrem INS usw.) empfängt Signale von mehreren Satelliten.
Durch die Messung der Ankunftszeit jedes Signals berechnet er die Entfernung:
Entfernung = Lichtgeschwindigkeit × Laufzeit
3 – Trilateration berechnet Ihren Standort
Um Ihre Position zu finden, verwendet der Empfänger Trilateration (nicht Triangulation):
- Mit 1 Satelliten → könnten Sie sich irgendwo auf einer Kugel befinden
- Mit 2 Satelliten → schneiden sich Kreise
- Mit 3 Satelliten → zwei mögliche Punkte
- Mit 4 Satelliten → Ihre genaue 3D-Position + Uhrenkorrektur
Ihr Empfänger hat keine Atomuhr, daher wird der 4. Satellit benötigt, um Timing-Fehler zu beheben.
4 – Korrekturen verbessern die Genauigkeit
Rohes GPS weist Fehler auf aufgrund von:
- Atmosphäre (Ionosphäre, Troposphäre)
- Satelliten-Uhrdrift
- Fehler bei der Orbitvorhersage
- Mehrwege-Reflexionen (Signale, die von Gebäuden abprallen)
Zur Verbesserung der Genauigkeit:
- SBAS (z. B. WAAS, EGNOS) bietet Echtzeitkorrekturen
- RTK- und PPP-Techniken korrigieren Fehler bis auf Zentimetergenauigkeit
- INS-Kopplung (IMU + GPS) glättet und überbrückt Lücken bei Signalverlust
6 – Endergebnis
Der Empfänger kombiniert alle Daten, um Folgendes zu schätzen:
- Breitengrad
- Längengrad
- Höhe
- Geschwindigkeit
- Genaue Zeit
Moderne GPS-Empfänger tun dies Dutzende oder Hunderte Male pro Sekunde.
Was ist Trägheitsnavigation?
Trägheitsnavigation ist eine Methode zur Bestimmung der Position, Orientierung und Bewegung eines Fahrzeugs ausschließlich mittels interner Sensoren, ohne auf externe Signale wie GPS angewiesen zu sein. Im Kern misst ein Trägheitsnavigationssystem (INS) die Bewegung eines Objekts, indem es dessen Beschleunigung und Rotation in drei Dimensionen kontinuierlich verfolgt. Es verwendet eine Inertial Measurement Unit (IMU), die Beschleunigungssensoren zur Erfassung der linearen Beschleunigung und Gyroskope zur Messung der Winkelrate enthält. Durch die mathematische Integration dieser Messungen über die Zeit berechnet das System Geschwindigkeit, Lage (Attitude) und schließlich die Position relativ zu einem bekannten Startpunkt.
Da sie vollständig autark ist, funktioniert die Trägheitsnavigation in jeder Umgebung – unter der Erde, unter Wasser, im Weltraum oder unter GPS-verweigerten Bedingungen – was sie für Anwendungen wie Raketen, Flugzeuge, U-Boote, autonome Fahrzeuge und Robotik unverzichtbar macht. Moderne INS-Lösungen kombinieren oft Inertialsensoren mit zusätzlichen Hilfsquellen wie GNSS-Empfängern, Magnetometern, Barometern oder Doppler-Geschwindigkeitsloggen, um Drift zu reduzieren und die Langzeitgenauigkeit zu verbessern. Hochleistungs-INS verlassen sich auf präzise Sensorkalibrierung, fortschrittliche Filteralgorithmen und robuste Fehlermodellierung, um stabile, zuverlässige Navigationsdaten selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen zu liefern.
