Ellipse compatibile con Cobham satcom
La compatibilità tra Ellipse e Aviator UAV 200 è stata dichiarata dal CNES per il puntamento delle antenne. "L'INS Ellipse di SBG ha un notevole design compatto che consentirà agli industriali UAV di migliorare e sviluppare i servizi offerti; questo è il know-how francese all'avanguardia dell'innovazione". - Il team del centro Cesars del CNES
Il CNES, chiamato anche Centro nazionale per gli studi spaziali, è un'agenzia francese dedicata agli studi spaziali. Opera sotto la supervisione dei Ministeri dell'Economia, della Difesa e della Ricerca.
Il centro CESARS del CNES facilita l'accesso alle comunicazioni satellitari
Una delle missioni è sviluppare, presentare ed eseguire il Programma Spaziale Francese per il governo nazionale. Il CNES si concentra su 5 aree strategiche: Ariane (Lanciatori), Scienze, Osservazione, Telecomunicazioni e Difesa.
Il CNES ha creato il centro Cesars al fine di diffondere e aumentare l'utilizzo di Satcom in ogni nuovo tipo di applicazione.
Cesars accoglie gratuitamente aziende, laboratori, collettività, per fornire loro consulenza, feedback sulle tecnologie, assisterli eseguendo test e dando accesso alla piattaforma tecnica in sé, incluso l'hardware.
Una soluzione combinata per un controllo in tempo reale migliorato per la navigazione UAV
Il team CESARS è solito testare e verificare le apparecchiature a terra prima di procedere con un progetto. In questo caso, l'obiettivo era confermare la compatibilità tra l'AVIATOR UAV 200 di Cobham e il sistema di navigazione inerziale Ellipse di SBG Systems.
Ellipse è un sistema di navigazione inerziale miniaturizzato a doppia antenna che fornisce dati di navigazione e orientamento estremamente precisi anche negli ambienti più difficili.
Come tutti i sensori SBG, EllipseGNSS viene sottoposto a test approfonditi da -40°C a 85°C per garantire prestazioni ottimali. Inoltre, è accuratamente calibrato per garantire l'affidabilità in ogni condizione.
L'AVIATOR UAV 200 è un terminale satellitare compatto all-in-one (antenna e modem) che si adatta a un piccolo UAV. Permette la connessione tra un UAV e un satellite, che funge da intermediario tra l'UAV e il controllo a terra.
La soluzione di Cobham trasmette informazioni, come i video, dall'UAV al controllo a terra a una velocità di trasmissione dati molto bassa (200kbps). L'AVIATOR UAV 200 consente all'UAV di volare più a lungo e più lontano dalla sala di controllo grazie alla comunicazione BLOS (Beyond Line of Sight).
Come funzionano insieme?
Il sensore inerziale invia all'AVIATOR UAV 200 input di rollio, beccheggio, imbardata, direzione e posizione. Utilizziamo questi dati per orientare il fascio d'antenna dell'AVIATOR UAV 200 verso un satellite per telecomunicazioni e per tracciarlo con precisione.
In seguito, questo contribuisce a mantenere una trasmissione dati ottimale. Quanto più preciso è il puntamento dell'antenna, tanto più stabile sarà il collegamento satellitare.
EllipseGNSS fornisce una direzione precisa e affidabile all'avvio, grazie al suo ricevitore GNSS a doppia antenna, fondamentale per queste applicazioni. Il sensore INS fornisce dati di movimento e posizione per aiutare l'AVIATOR UAV 200 a mantenere il collegamento satellitare durante il volo.
In caso di spoofing, l'INS aiuterà a mantenere una rotta robusta grazie al filtro di Kalman esteso.
Test da fermo e in movimento in configurazione terrestre
Nell'ottobre 2020, il CNES ha condotto alcuni test all'interno del CST (Centro Spaziale di Tolosa).
In primo luogo, il team ha preparato l'hardware e il software in laboratorio. Inoltre, hanno integrato l'hardware nel camion Oscar. Oscar, un laboratorio mobile, trasporta e testa le antenne OTM direttamente sulle strade. Dopo aver confermato il corretto funzionamento da fermo, il team ha eseguito i test OTM all'interno del CNES.
Infine, questi test hanno confermato la compatibilità tra il sensore inerziale e il terminale.
Configurazione dell'apparecchiatura
Durante il test in modalità stazionaria in laboratorio, il CNES ha utilizzato il software sbgcenter fornito con l'EllipseGNSS per configurare l'apparecchiatura in modo da adattarla al meglio alla propria applicazione.
Questo software fornisce diversi profili di movimento per regolare il parametro Extended Kalman Filter e fornire le migliori prestazioni per le condizioni di utilizzo.
Impostazioni scelte sul software sbgCenter:
- Scelta del profilo: “uso generico”. Era il più adatto al comportamento del camion Oscar. Per un'integrazione su un UAV, è necessario scegliere un profilo UAV.
- Configurazione delle 2 antenne GNSS: devono essere a più di 45 cm dal terminale Cobham e in un “ambiente” simile (abbastanza vicine, senza ostacoli tra loro, devono subire la stessa dinamica).
- Allineamento del veicolo rispetto all'unità di controllo inserita (nel nostro caso sono orientati lungo lo stesso asse).
- Se altri sensori sono posizionati sul supporto, possono essere inseriti anch'essi (tubo di Pitot, accelerometro...).
- La porta com A dell'EllipseGNSS (la "principale") è collegata al PC per visualizzare le informazioni ricevute sullo sbgcenter. La porta E è collegata al terminale Cobham. Entrambe sono configurate a 115200 baud.
- Per quanto riguarda l'output dei dati, la frequenza di trasmissione dei messaggi AT_ITINS deve essere al massimo di 50 Hz.
Integrazione e test OTM
Sono stati condotti due test “On-The-Move” sullo stesso circuito. Il circuito di prova comprende rettilinei e rotatorie e la velocità massima per completarlo era di 30 km/h
Il primo test ha rivelato che erano necessari degli aggiustamenti alle impostazioni, in particolare alla frequenza di trasmissione che era impostata troppo alta. Durante il secondo test la connessione è stata stabile, anche cambiando direzione, convalidando le impostazioni.
Il ping è passato correttamente e le latenze più lunghe osservate sono quelle successive a un passaggio vicino a un edificio (possibile mascheramento della LOS). Sull'interfaccia di Aviator UAV 200, tutto ha funzionato (livello del segnale >50dbHz, fix GPS). Registrando le sessioni di test, le sequenze possono essere riprodotte su SBGcenter attraverso diverse opzioni:
- Vista della posizione: mostra una figura con animazioni in cui è possibile seguire il percorso del veicolo.
- Cockpit View: un'interfaccia utente grafica con visualizzazione dei dati di assetto del vettore.
Conclusione
Dopo tutti questi test, il team del centro Cesars del CNES è giunto alla conclusione che il sistema di navigazione inerziale Ellipse-D di SBG Systems è compatibile con il terminale Cobham Aviator UAV 200, in una configurazione “a terra”.
Questo test conclusivo offre un'ampia gamma di opportunità agli utenti di UAV.
Ellipse-D
L'Ellipse-D è un sistema di navigazione inerziale che integra una doppia antenna e un GNSS RTK a doppia frequenza compatibile con il nostro software di post-elaborazione Qinertia.
Progettato per applicazioni robotiche e geospaziali, può fondere l'input dell'odometro con Pulse o CAN OBDII per una maggiore accuratezza della navigazione stimata.
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Ha delle domande?
Benvenuti nella nostra sezione FAQ! Qui troverete le risposte alle domande più comuni sulle applicazioni che presentiamo. Se non trovate quello che state cercando, non esitate a contattarci direttamente!
Gli UAV utilizzano il GPS?
I veicoli aerei senza pilota (UAV), comunemente noti come droni, utilizzano in genere la tecnologia del Global Positioning System (GPS) per la navigazione e il posizionamento.
Il GPS è un componente essenziale del sistema di navigazione di un UAV, in quanto fornisce dati di localizzazione in tempo reale che consentono al drone di determinare con precisione la propria posizione ed eseguire varie attività.
Negli ultimi anni, questo termine è stato sostituito da un nuovo termine GNSS (Global Navigation Satellite System). GNSS si riferisce alla categoria generale dei sistemi di navigazione satellitare, che comprende il GPS e vari altri sistemi. Al contrario, il GPS è un tipo specifico di GNSS sviluppato dagli Stati Uniti.
Come controllare i ritardi di output nelle operazioni UAV?
Il controllo dei ritardi di output nelle operazioni UAV è essenziale per garantire prestazioni reattive, navigazione precisa e comunicazione efficace, soprattutto in applicazioni di difesa o mission-critical.
La latenza di uscita è un aspetto importante nelle applicazioni di controllo in tempo reale, dove una latenza di uscita più elevata potrebbe degradare le prestazioni dei loop di controllo. Il nostro software incorporato INS è stato progettato per ridurre al minimo la latenza di uscita: una volta campionati i dati del sensore, il filtro di Kalman esteso (EKF) esegue calcoli piccoli e a tempo costante prima di generare le uscite. In genere, il ritardo di uscita osservato è inferiore a un millisecondo.
Se si desidera ottenere il ritardo totale, è necessario aggiungere la latenza di elaborazione alla latenza di trasmissione dei dati. Questa latenza di trasmissione varia da un'interfaccia all'altra. Ad esempio, un messaggio di 50 byte inviato su un'interfaccia UART a 115200 bps impiegherà 4 ms per la trasmissione completa. Si consiglia di considerare velocità di trasmissione più elevate per ridurre al minimo la latenza di uscita.
Cos'è il geofencing UAV?
Il geofencing UAV è una barriera virtuale che definisce specifici confini geografici entro i quali può operare un veicolo aereo senza equipaggio (UAV).
Questa tecnologia svolge un ruolo fondamentale nel migliorare la sicurezza, la protezione e la conformità delle operazioni con i droni, in particolare nelle aree in cui le attività di volo possono rappresentare un rischio per persone, proprietà o spazio aereo riservato.
In settori come i servizi di consegna, l'edilizia e l'agricoltura, il geofencing aiuta a garantire che i droni operino all'interno di aree sicure e legali, evitando potenziali conflitti e migliorando l'efficienza operativa.
Le forze dell'ordine e i servizi di emergenza possono utilizzare il geofencing per gestire le operazioni UAV durante eventi pubblici o emergenze, assicurandosi che i droni non entrino in aree sensibili.
Il geofencing può essere impiegato per proteggere la fauna selvatica e le risorse naturali limitando l'accesso dei droni a determinati habitat o aree di conservazione.
Cos'è un payload?
Un payload si riferisce a qualsiasi apparecchiatura, dispositivo o materiale che un veicolo (drone, imbarcazione...) trasporta per svolgere il suo scopo previsto oltre le funzioni di base. Il payload è separato dai componenti necessari per il funzionamento del veicolo, come i motori, la batteria e il telaio.
Esempi di payload:
- Telecamere: telecamere ad alta risoluzione, termocamere...
- Sensori: LiDAR, sensori iperspettrali, sensori chimici…
- Apparecchiature di comunicazione: radio, ripetitori di segnale...
- Strumenti scientifici: sensori meteorologici, campionatori d'aria…
- Altre attrezzature specializzate
