Sistema compacto de navegación inercial para la navegación autónoma
Autonomous navigation in autonomous robot, based on odometry fused with Ellipse-A AHRS, and corrected by LiDAR
“With this winning combination, VIKINGS team reaches a centimeter-level absolute precision (< 3 cm), a technical achievement, which has greatly contributed to their two victories.” | Mr. Merriaux
Robot autónomo para yacimientos de petróleo y gas
Lanzado en diciembre de 2013, el Desafío ARGOS (Robot Autónomo para Yacimientos de Gas y Petróleo) está organizado por la empresa de petróleo y gas TOTAL con la Agencia Nacional de Investigación francesa (ANR).
Pretende sacar en menos de tres años una nueva generación de robots autónomos capaces de realizar tareas de inspección, detectar anomalías y responder a emergencias. El objetivo de este concurso es construir un robot autónomo capaz de desplazarse por los yacimientos de petróleo y gas para reforzar la seguridad de los operadores de TOTAL.
Fusión de datos de múltiples sensores
El robot VIKINGS calcula su posición gracias a la fusión de datos de predicción odométrica y de sensores inerciales. A continuación, esta información se corrige con los datos de los dos LiDAR (el primero está situado en la parte delantera y el otro en la trasera, para un campo de visión de 360 °).
El robot está equipado con orugas, por lo que el robot se desliza cuando gira. Este tipo de vehículo hace que la precisión de la odometría sea especialmente mala. Por lo tanto, el sistema inercial es esencial para calcular el rumbo. balanceo (roll) y cabeceo (pitch) se obtienen de la Ellipse-A y se confían por completo.
Alcanzar la posición centimétrica
Ya satisfechos con los productos de SBG SYSTEMS, la elección recayó naturalmente en el sistema de referencia de actitud y rumbo Ellipse-A . "Ofrece muy buenas prestaciones de cabeceo (pitch) y balanceo (roll) gracias a los giroscopios de baja deriva", afirma el Sr. Merriaux.
The Ellipse-A is the second generation of miniature inertial sensors of SBG Systems. It integrates low drift gyroscopes and benefits from the experience gained in algorithms design. Industrial-grade, the Ellipse-A is factory calibrated in temperature and dynamics, ensuring data integrity from -40 to 75 ° C. With this winning combination, VIKINGS team reaches a centimeter level absolute precision (< 3 cm), a technical achievement, which has greatly contributed to their two victories.
"La Ellipse-A ofrece muy buenas prestaciones de cabeceo (pitch) y balanceo (roll) gracias a sus giroscopios de baja deriva " | Sr. Merriaux
Ellipse-A
Ellipse-A es un Sistema de Referencia de Actitud y rumbo (AHRS) asequible y de alto rendimiento. Incorpora el mejor procedimiento de calibración magnética de su clase para un rumbo óptimo, y es adecuado para aplicaciones de dinámica baja a media.
Calibrado en fábrica de -40°C a 85°C, este robusto sensor de movimiento inercial proporciona datos de balanceo (roll), cabeceo (pitch), rumbo y ascenso y descenso (heave) .
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¿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 sobre la orientación; en concreto, la actitudcabeceo (pitch), balanceo (roll)) y el rumbo guiñada (raw)) de un vehículo o dispositivo. Suele utilizar una combinación de sensores, como giroscopios, acelerómetros y magnetómetros, para calcular y estabilizar la orientación. El AHRS emite la posición angular en tres ejescabeceo (pitch), balanceo (roll) y guiñada (raw)), lo que permite a un sistema comprender su orientación en el espacio. Suele utilizarse en aviación, vehículos aéreos no tripulados, robótica y sistemas marinos para proporcionar datos precisos de actitud y rumbo , que son fundamentales para el control y la estabilización del vehículo.
INS no sólo proporciona datos de orientación (como un AHRS), sino que también rastrea la posición, velocidad y aceleración de un vehículo a lo largo del tiempo. Utiliza sensores inerciales para estimar el movimiento en el espacio tridimensional sin depender de referencias externas como el GNSS. Combina los sensores que se encuentran en 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 GNSS para una mayor precisión.
En resumen, el AHRS se centra en la orientación (actitud y rumbo), mientras que INS proporciona un conjunto completo de datos de navegación, incluyendo posición, velocidad y orientación.
¿Qué es el Posicionamiento Puntual Preciso?
El Posicionamiento Puntual Preciso (PPP) es una técnica de navegación por satélite que ofrece un posicionamiento de alta precisión mediante la corrección de errores de señal de los satélites. A diferencia de los métodos GNSS tradicionales, que suelen depender de estaciones de referencia terrestres (como en RTK), el PPP utiliza datos de satélites globales y algoritmos avanzados para proporcionar información de localización precisa.
La APP funciona en cualquier lugar del mundo sin necesidad de estaciones de referencia locales. Esto lo hace adecuado para aplicaciones en entornos remotos o difíciles donde no hay infraestructura terrestre. Al utilizar datos precisos de la órbita y el reloj de los satélites, junto con correcciones de los efectos atmosféricos y multitrayectoria, la APP minimiza los errores habituales del GNSS y puede alcanzar una precisión centimétrica.
Aunque la APP puede utilizarse para el posicionamiento postprocesado, que implica el análisis a posteriori de los datos recogidos, también puede ofrecer soluciones de posicionamiento en tiempo real. Cada vez hay más PPP en tiempo real (RTPPP), que permite a los usuarios recibir correcciones y determinar su posición en tiempo real.