Cementerios militares estadounidenses digitalizados para una misión solemne
“Elegimos el Ellipse-D por su solución GNSS e inercial todo en uno, empaquetada en un dispositivo compacto y de bajo consumo.” | Matthew R. Staley, Científico de Apoyo a la Ingeniería Militar y la Topografía en el Centro Geoespacial del Ejército de los Estados Unidos
El Army Geospatial Center (AGC) ha aplicado la innovación para ayudar a los visitantes de los cementerios militares estadounidenses a encontrar a sus seres queridos.
Los métodos tradicionales de levantamiento GPS y la digitalización de la cartografía 3D se integraron y se montaron en una mochila especialmente construida para la parte de recolección de este proyecto.
Una interfaz web que actúa como front-end para los datos recogidos proporciona una interfaz sencilla para que los visitantes encuentren a sus familiares y accedan a la información ampliada almacenada en la base de datos GIS.
Un proyecto piloto para una misión solemne
Encontrar una lápida en particular en un cementerio nacional estadounidense a menudo requiere extensas y largas revisiones de registros por parte de los administradores.
Para ayudar a los visitantes a encontrar fácilmente a sus seres queridos, el Centro Geoespacial del Ejército (AGC) en colaboración con el Cementerio Nacional de Arlington (ANC) ha completado un proyecto piloto que incluye los cementerios de Corozal (Panamá) y Normandía (Francia) que, combinados, constan de más de 15.000 sepulturas.
Este enorme proyecto combina métodos de topografía tradicionales y tecnologías modernas para crear modelos virtuales de ambos cementerios.
Los modelos incluyen no solo el terreno subyacente y las coordenadas GPS de cada lápida o monumento, sino también características como carreteras, aceras, árboles, bordillos, canaletas, monumentos y muchas otras estructuras artificiales con una precisión estimada de 10 cm (3,9 pulgadas).
Fotografías geolocalizadas del frente y el dorso de cada lápida para ayudar en la identificación completaron la solución de recolección.
Los datos recogidos se procesaron e integraron en el portátil ENFIRE. Gracias a estas innovaciones, los visitantes pueden acceder a los datos del cementerio, buscar a sus seres queridos o encontrar tumbas de importancia histórica utilizando los quioscos de las instalaciones que ejecutan el programa ANC Explorer.
Los visitantes virtuales tienen la misma funcionalidad utilizando el programa en el ordenador de su casa o en su dispositivo móvil.
Método de cartografía móvil basado en mochila
Con el fin de cartografiar los cementerios en su totalidad con el máximo detalle, Matthew R. Staley, científico de apoyo a la ingeniería militar y el levantamiento topográfico en el Centro Geoespacial del Ejército de los Estados Unidos, desarrolló una solución de cartografía móvil basada en una mochila.
El empleo del equipo minimiza los costes al disminuir los tiempos de recogida y al proporcionar datos en formatos fáciles de gestionar. Aprovecha las herramientas utilizadas por los Servicios de Topografía Militar de EE.UU. denominadas ENFIRE y GPS-S.
“Combiné un LiDAR de Velodyne con el Ellipse-D Sistema de Navegación Inercial (INS) con GPS RTK integrado de SBG Systems”, explica Matthew R. Staley.
Eligió el Ellipse-D debido a su solución GNSS e Inercial todo en uno empaquetada en un dispositivo compacto y de bajo consumo de energía.
El INS/GNSS proporciona compensación de movimiento y georreferenciación de la nube de puntos. Además, se instaló una estación base Real Time Kinematic (RTK) en el cementerio para obtener la máxima precisión. Además, el software Hypack gestionó la nube de puntos generada de forma eficiente.
Ajuste de la declinación magnética
Uno de los desafíos fue la calibración del magnetómetro, que se ve afectada por el contenido de hierro del lugar. La variación de la declinación magnética depende de la ubicación; por lo tanto, el envío de la mochila de EE. UU. a Francia alteró la declinación magnética.
La Agencia Nacional Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos (NOAA) actualiza un mapa global del campo magnético terrestre cada 5 años.
Este mapa puede utilizarse, dada una ubicación y fecha específicas, para determinar la declinación magnética en ese lugar concreto.
SBG Systems integra este mapa en sus sistemas de navegación inercial, lo que permite una orientación automática al Norte Verdadero al utilizar magnetómetros.
Levantamiento alrededor de árboles
Otro reto fue el levantamiento topográfico en las proximidades de ciertos tipos de árboles que afectan en gran medida a la recepción de satélites. El Sr. Staley modificó el procedimiento de recogida de datos para compensar este problema y sigue investigando formas de mitigar aún más el efecto de la vegetación en la recepción.
Además, se investigará la reducción del alcance del LiDAR para obtener una mejor precisión (+/- 5 cm en total) como forma de mitigar los artefactos de guiñada (yaw).
“Pronto probaré el software de post-procesamiento Qinertia de SBG, podría ayudar a mantener una precisión robusta en todas las condiciones” añade el ingeniero militar estadounidense.
El software Post Processing Kinematic (PPK) como Qinertia da acceso a correcciones RTK offline y mejora el rendimiento de los sistemas de navegación inercial mediante el post-procesamiento de datos inerciales con observables GNSS brutos utilizando un cálculo llamado Forward-Backward-Merge.
Recientemente lanzado, el software Qinertia ha sido diseñado para ser intuitivo y fácil de usar y ha sido caracterizado independientemente como el software de post-procesamiento más rápido del mercado.
¿Qué sigue?
La misión principal era capturar datos relacionados con los enterramientos y confirmar la aplicabilidad de los conjuntos de herramientas ENFIRE, GPS-S y LiDAR para la operación y gestión del Cementerio Nacional de Arlington.
Se dieron cuenta de la capacidad de auditar terrenos, actualizar registros y evaluar la construcción utilizando los datos LiDAR recopilados.
Además, desarrollaron planes estratégicos que mejoraron la eficiencia en sus procesos de negocio.
Ahora que la fase piloto ha concluido, el Centro Geoespacial del Ejército está colaborando estrechamente con el Cementerio Nacional de Arlington y la Comisión Americana de Monumentos de Batalla para evaluar los hallazgos y determinar una estrategia para futuras mejoras e innovaciones.
Los resultados iniciales demostraron que los costos se minimizaban en comparación con esfuerzos anteriores. Además, múltiples comunidades obtuvieron un excelente retorno de la inversión general.
Ellipse-D
El Ellipse-D es un sistema de navegación inercial que integra una doble antena y un GNSS RTK de doble frecuencia que es compatible con nuestro software de post-procesamiento Qinertia.
Diseñado para aplicaciones robóticas y geoespaciales, puede fusionar la entrada del odómetro con Pulse o CAN OBDII para mejorar la precisión de la navegación a estima.
Solicite un presupuesto para Ellipse-D
¿Tiene alguna pregunta?
¡Bienvenido a nuestra sección de preguntas frecuentes! Aquí encontrará respuestas a las preguntas más comunes sobre las aplicaciones que mostramos. Si no encuentra lo que busca, ¡no dude en ponerse en contacto con nosotros directamente!
¿Acepta el INS entradas de sensores de ayuda externos?
Los Sistemas de Navegación Inercial de nuestra empresa aceptan entradas de sensores de ayuda externos, como sensores de datos aéreos, magnetómetros, odómetros, DVL y otros.
Esta integración hace que el INS sea muy versátil y fiable, especialmente en entornos sin cobertura GNSS.
Estos sensores externos mejoran el rendimiento general y la precisión del INS al proporcionar datos complementarios.
¿Cuál es la diferencia entre AHRS e INS?
La principal diferencia entre un sistema de referencia de actitud y rumbo (AHRS) y un sistema de navegación inercial (INS) radica en su funcionalidad y en el alcance de los datos que proporcionan.
El AHRS proporciona información de orientación, concretamente, la actitud (cabeceo, balanceo) y el rumbo (guiñada) de un vehículo o dispositivo. Normalmente, utiliza una combinación de sensores, como giroscopios, acelerómetros y magnetómetros, para calcular y estabilizar la orientación. El AHRS emite la posición angular en tres ejes (cabeceo, balanceo y guiñada), lo que permite a un sistema comprender su orientación en el espacio. A menudo se utiliza en la aviación, los UAV, la robótica y los sistemas marinos para proporcionar datos precisos de actitud y rumbo, que son fundamentales para el control y la estabilización del vehículo.
Un INS no solo proporciona datos de orientación (como un AHRS), sino que también rastrea la posición, la velocidad y la aceleración de un vehículo a lo largo del tiempo. Utiliza sensores inerciales para estimar el movimiento en el espacio 3D sin depender de referencias externas como el GNSS. Combina los sensores que se encuentran en el AHRS (giroscopios, acelerómetros), pero también puede incluir algoritmos más avanzados para el seguimiento de la posición y la velocidad, a menudo integrándose con datos externos como el GNSS para mejorar la precisión.
En resumen, el AHRS se centra en la orientación (actitud y rumbo), mientras que el INS proporciona un conjunto completo de datos de navegación, incluyendo posición, velocidad y orientación.
¿Cuál es la diferencia entre IMU e INS?
La diferencia entre una Unidad de Medición Inercial (IMU) y un Sistema de Navegación Inercial (INS) radica en su funcionalidad y complejidad.
Una IMU (unidad de medición inercial) proporciona datos brutos sobre la aceleración lineal y la velocidad angular del vehículo, medidos por acelerómetros y giroscopios. Suministra información sobre el roll, pitch, yaw y el movimiento, pero no calcula datos de posición o navegación. La IMU está específicamente diseñada para transmitir datos esenciales sobre el movimiento y la orientación para su procesamiento externo, con el fin de determinar la posición o la velocidad.
Por otro lado, un INS (sistema de navegación inercial) combina los datos de la IMU con algoritmos avanzados para calcular la posición, velocidad y orientación de un vehículo a lo largo del tiempo. Incorpora algoritmos de navegación como el filtro de Kalman para la fusión e integración de sensores. Un INS suministra datos de navegación en tiempo real, incluyendo posición, velocidad y orientación, sin depender de sistemas de posicionamiento externos como el GNSS.
Este sistema de navegación se utiliza típicamente en aplicaciones que requieren soluciones de navegación completas, particularmente en entornos sin GNSS (GNSS-denied environments), como UAVs militares, barcos y submarinos.
¿Qué es GNSS vs GPS?
GNSS significa Sistema Global de Navegación por Satélite y GPS para Sistema de Posicionamiento Global. Estos términos se utilizan a menudo indistintamente, pero se refieren a conceptos diferentes dentro de los sistemas de navegación por satélite.
GNSS es un término colectivo que engloba a todos los sistemas de navegación por satélite, mientras que GPS se refiere específicamente al sistema estadounidense. El GNSS incluye múltiples sistemas que proporcionan una cobertura global más completa, siendo GPS solo uno de ellos.
Se obtiene una mayor precisión y fiabilidad con GNSS, al integrar datos de múltiples sistemas, mientras que GPS por sí solo podría tener limitaciones dependiendo de la disponibilidad de satélites y las condiciones ambientales.
