Colaboración entre el Instituto Fraunhofer IOSB y SBG Systems
El Instituto Fraunhofer es una reconocida organización de investigación alemana que ha sido pionera en innovación en una amplia gama de ámbitos científicos.
"Los robots autónomos a gran escala están a punto de revolucionar el sector de la construcción en breve, transformando la eficiencia y la innovación". | Florian OLLIER, Jefe de Marketing de SBG Systems
El Instituto Fraunhofer, una renombrada organización de investigación alemana, ha sido pionera en la innovación en una amplia gama de ámbitos científicos. Dentro de su extensa red de 76 institutos, el Instituto Fraunhofer de Optrónica, Tecnologías de Sistemas y Explotación de Imágenes IOSB destaca por su innovador trabajo en sistemas robóticos móviles autónomos.
Este caso práctico explora la colaboración entre Fraunhofer IOSB y SBG Systems, centrándose en la integración de nuestros sensores inerciales en vehículos de construcción autónomos.
Redefiniendo la tecnología de la construcción
Los sistemas autónomos se han vuelto indispensables para tareas peligrosas, difíciles o monótonas para los humanos.
El grupo de investigación de Sistemas Robóticos Autónomos de Fraunhofer IOSB se especializa en el desarrollo de vehículos de construcción autónomos, desde excavadoras para entornos no estructurados hasta Unimogs que arrastran un camión volquete para retirar la tierra de la obra.
Los vehículos autónomos deben comprender su entorno y crear un mapa 3D para determinar su ubicación. Utilizan datos de sensores para determinar cómo moverse en su entorno.
Una colaboración orgullosa
Para lograr una verdadera autonomía en los vehículos de construcción, es fundamental contar con sensores precisos y fiables. Estos sensores deben proporcionar datos en tiempo real para la percepción del entorno, la cartografía y la navegación.
Fraunhofer IOSB necesitaba un proveedor que pudiera ofrecer sensores inerciales de alto rendimiento para mejorar las capacidades de sus vehículos de construcción autónomos.
Estamos orgullosos de colaborar con el prestigioso Instituto Fraunhofer, reconocido por su innovación. Fraunhofer IOSB ha utilizado varios de nuestros productos en diversas plataformas.
Implementación
Una aplicación notable implica la integración de nuestro sensor inercial Ekinox en una excavadora autónoma capaz de remover tierra.
El Ekinox desempeñó un papel clave en la captura de los datos de movimiento y orientación del vehículo, lo que permitió el mapeo preciso del entorno en tiempo real.
Estos datos, combinados con algoritmos avanzados desarrollados por investigadores de Fraunhofer, permitieron una percepción, un mapeo y una navegación precisos.
Resultados
- Excavación autónoma / Remoción autónoma de tierra: La excavadora equipada con el Ekinox Micro de SBG Systems logró un alto nivel de autonomía en las tareas de remoción de tierra. La precisión y fiabilidad del sensor inercial contribuyeron a la capacidad del vehículo para operar de forma independiente en entornos no estructurados.
- Rescate de barriles: La excavadora autónoma demostró su versatilidad al ampliar sus capacidades para rescatar barriles. Fue capaz de realizar varias tareas dentro de su área de operación.
- Operaciones Unimog: Fraunhofer IOSB está actualmente en proceso de convertir el Unimog en un robot que remolca un remolque de descarga para transportar la tierra fuera del sitio de construcción. Los sensores inerciales de SBG Systems impulsan el pipeline de autonomía, lo que se espera que mejore la eficiencia y la seguridad de la operación.
En pocas palabras
Fraunhofer IOSB y SBG Systems demuestran cómo los sensores avanzados y la investigación impulsan grandes avances. Además, su asociación destaca el impacto de la innovación en el crecimiento de la tecnología.
La integración de IMU avanzados en vehículos de construcción autónomos mejora las capacidades actuales de la máquina. Además, esta integración abre la puerta a futuros avances en robótica autónoma. Finalmente, Fraunhofer IOSB y SBG Systems colaboran para superar los límites de la tecnología autónoma.
Ekinox Micro
Ekinox Micro combina un sensor inercial MEMS de alto rendimiento con un receptor GNSS de doble antena, multifrecuencia y de cuatro constelaciones para proporcionar una precisión inigualable incluso en las aplicaciones más exigentes. Con un datalogger integrado de 8 GB.
Diseñado para operar en las condiciones más duras, Ekinox Micro está cualificado con el estándar militar, lo que lo convierte en la opción ideal para cualquier aplicación de misión crítica.
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¿Tiene alguna pregunta?
¡Bienvenido a nuestra sección de preguntas frecuentes! Aquí, descubrirá respuestas a preguntas comunes sobre nuestras aplicaciones presentadas. Además, si no puede encontrar la respuesta correcta, póngase en contacto con nosotros directamente para obtener ayuda.
¿Qué es una carga útil?
Una carga útil se refiere a cualquier equipo, dispositivo o material que un vehículo (dron, embarcación...) transporta para realizar su propósito previsto más allá de las funciones básicas. La carga útil está separada de los componentes necesarios para el funcionamiento del vehículo, como sus motores, batería y estructura.
Ejemplos de cargas útiles:
- Cámaras: cámaras de alta resolución, cámaras termográficas…
- Sensores: LiDAR, sensores hiperespectrales, sensores químicos…
- Equipos de comunicación: radios, repetidores de señal…
- Instrumentos científicos: sensores meteorológicos, muestreadores de aire…
- Otro equipo especializado
¿Qué es el post-procesamiento GNSS?
El post-procesamiento GNSS, o PPK, es un enfoque en el que las mediciones de datos GNSS sin procesar registradas en un receptor GNSS se procesan después de la actividad de adquisición de datos. Pueden combinarse con otras fuentes de mediciones GNSS para proporcionar la trayectoria cinemática más completa y precisa para ese receptor GNSS, incluso en los entornos más difíciles.
Estas otras fuentes pueden ser una estación base GNSS local en o cerca del proyecto de adquisición de datos, o estaciones de referencia de funcionamiento continuo (CORS) existentes, normalmente ofrecidas por agencias gubernamentales y/o proveedores comerciales de redes CORS.
Un software de post-procesamiento cinemático (PPK) puede utilizar información de órbita y reloj de satélites GNSS disponible gratuitamente para ayudar a mejorar aún más la precisión. El PPK permite la determinación precisa de la ubicación de una estación base GNSS local en un datum de marco de referencia de coordenadas global absoluto, que se utiliza.
El software PPK también puede soportar transformaciones complejas entre diferentes marcos de referencia de coordenadas en apoyo de proyectos de ingeniería.
En otras palabras, da acceso a correcciones, mejora la precisión del proyecto e incluso puede reparar pérdidas de datos o errores durante el levantamiento o la instalación después de la misión.
¿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 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 significan las siglas MEMS?
MEMS son las siglas de Micro-Electro-Mechanical Systems (Sistemas Microelectromecánicos). Se refiere a dispositivos miniaturizados que integran elementos mecánicos, sensores, actuadores y componentes electrónicos en un sustrato común de silicio mediante tecnología de microfabricación. Los MEMS son pequeños dispositivos mecánicos construidos en un chip que pueden detectar, controlar y accionar a escala microscópica. Se utilizan ampliamente en IMU, sensores de presión, micrófonos, acelerómetros, giroscopios, dispositivos médicos y sistemas de automoción.
