Ekinox-E Liefert Orientierungs-, Hebungs- und Navigationsdaten

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Inertial Navigation Systems unseres Unternehmens akzeptieren Eingaben von externen Unterstützungssensoren wie Air-Data-Sensoren, Magnetometern, Odometern, DVL und anderen.

Diese Integration macht das INS äußerst vielseitig und zuverlässig, insbesondere in GNSS-Gegenständen nicht verfügbaren Umgebungen.

Diese externen Sensoren verbessern die Gesamtleistung und Genauigkeit des „ INS “, indem sie ergänzende Daten liefern.

Die Kombination der Trägheitssysteme von SBG Systems mit LiDAR für die Drohnenkartierung erhöht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Erfassung präziser Geodaten.

So funktioniert die Integration und welche Vorteile sie für die Kartierung mit Drohnen bietet:

• Eine Fernerkundungsmethode, bei der Laserpulse verwendet werden, um Entfernungen zur Erdoberfläche zu messen und eine detaillierte 3D-Karte des Geländes oder von Strukturen zu erstellen.
• Das INS von SBG Systems kombiniert eine Trägheitsmesseinheit (IMU) mit GNSS-Daten, um präzise Positionen, Orientierungen (Nick-, Roll- und Gierwinkel) sowie Geschwindigkeiten bereitzustellen – selbst in GNSS-gestörten oder -abgedeckten Umgebungen.

Das Inertialsystem von SBG ist mit den LiDAR-Daten synchronisiert. Das INS erfasst präzise die Position und Ausrichtung der Drohne, während das LiDAR die darunterliegenden Details des Geländes oder Objekts erfasst.

Da die genaue Ausrichtung der Drohne bekannt ist, lassen sich die LiDAR-Daten im 3D-Raum präzise verorten.

Die GNSS-Komponente sorgt für die globale Positionierung, während die IMU Echtzeitdaten zu Ausrichtung und Bewegung liefert. Diese Kombination stellt sicher, dass das INS selbst bei schwachem oder nicht verfügbarem GNSS-Signal (z. B. in der Nähe hoher Gebäude oder dichter Wälder) den Pfad und die Position der Drohne weiterhin verfolgen kann, was eine konsistente LiDAR-Kartierung ermöglicht.

Eine selbstausrichtende Antenne richtet sich automatisch auf einen Satelliten oder eine Signalquelle aus, um eine stabile Kommunikationsverbindung aufrechtzuerhalten. Sie verwendet Sensoren wie Gyroskope, Beschleunigungsmesser und GNSS, um ihre Orientierung und Position zu bestimmen.

Wenn die Antenne eingeschaltet wird, berechnet sie die erforderlichen Korrekturen, um sich auf den gewünschten Satelliten auszurichten. Motoren und Stellantriebe bewegen die Antenne dann in die richtige Position. Das System überwacht kontinuierlich die Ausrichtung und nimmt in Echtzeit Korrekturen vor, um etwaige Bewegungen – beispielsweise auf einem fahrenden Fahrzeug oder Schiff – auszugleichen.

Dadurch wird auch in dynamischen Umgebungen eine zuverlässige Verbindung gewährleistet, ohne dass ein manueller Eingriff erforderlich ist.

Die Steuerung von Ausgangsverzögerungen beim Einsatz von UAVs ist unerlässlich, um eine reaktionsschnelle Leistung, präzise Navigation und effektive Kommunikation zu gewährleisten, insbesondere in Verteidigungs- oder missionskritischen Anwendungen.

Die Ausgangsverzögerung ist ein wichtiger Aspekt bei Echtzeit-Regelanwendungen, bei denen eine höhere Ausgangsverzögerung die Leistung von Regelkreisen beeinträchtigen könnte. Unsere eingebettete Software „ INS “ wurde entwickelt, um die Ausgangsverzögerung zu minimieren: Sobald die Sensordaten erfasst wurden, führt der Extended Kalman Filter (EKF) kleine Berechnungen mit konstanter Laufzeit durch, bevor die Ausgangssignale erzeugt werden. In der Regel beträgt die beobachtete Ausgangsverzögerung weniger als eine Millisekunde.

Um die Gesamtverzögerung zu ermitteln, muss die Verarbeitungsverzögerung zur Datenübertragungsverzögerung addiert werden. Diese Übertragungsverzögerung variiert je nach Schnittstelle. So dauert beispielsweise die vollständige Übertragung einer 50-Byte-Nachricht, die über eine UART-Schnittstelle mit 115.200 bps gesendet wird, 4 ms. Um die Ausgabeverzögerung zu minimieren, sollten höhere Baudraten in Betracht gezogen werden.

UART steht für „Universal Asynchronous Receiver-Transmitter“.

Es handelt sich um eine Hardware-Kommunikationsschnittstelle, die parallele Daten von einem Prozessor zur Übertragung in serielle Form umwandelt und empfangene serielle Daten anschließend wieder in parallele Form zurückwandelt.

• Universell → Es funktioniert mit verschiedenen Konfigurationen (Baudrate, Datenbits, Stoppbits, Parität).
• Asynchron → Es wird keine gemeinsame Taktleitung verwendet; die Zeitsteuerung erfolgt über Start- und Stoppbits.
• Sende-Empfangsgerät → Es sendet (Sender) und empfängt (Empfänger) Daten über einen seriellen Kanal.

UART wird in eingebetteten Systemen wie INS (Inertial Navigation Systems) häufig verwendet, um Sensordaten auf einfache und zuverlässige Weise zwischen einer IMU und einem Prozessor zu übertragen.