Cobham satcomと互換性のあるEllipse
Ellipse-DとAviator UAV 200間の互換性は、アンテナポインティングに関してCNESによって述べられています。「SBG SystemsのEllipse-D INSは、UAV業界が提供するサービスを改善および開発することを可能にする、驚くほどコンパクトな設計を備えています。これは、イノベーションの最前線にあるフランスのノウハウです。」– CNESのCesarsセンターチーム
CNES（国立宇宙研究センターとも呼ばれます）は、宇宙研究に特化したフランスの機関です。経済省、国防省、研究省の監督下で運営されています。
CNESのCESARSセンター、衛星通信へのアクセスをより容易に
フランス国立宇宙研究センター（CNES）のミッションの一つは、フランス政府のためにフランス宇宙計画を策定、提示、実行することです。CNESは、アリアン（ロケット）、科学、観測、電気通信、防衛の5つの戦略分野に重点を置いています。
CNESは、あらゆる新しいアプリケーションにおけるSatcomの利用を普及・促進するために、Cesarsというセンターを設立しました。
Cesarsは、企業、研究所、団体を自由に歓迎し、技術に関するアドバイスやフィードバックを提供したり、テストの実施を支援したり、ハードウェアを含む技術プラットフォーム自体へのアクセスを提供したりしています。
UAVナビゲーション用の強化されたリアルタイム制御のための複合ソリューション
CESARSチームは通常、プロジェクトを進める前に地上で機器のテストと検証を行います。ここでの目標は、CobhamのAVIATOR UAV 200とSBG SystemsのEllipse-D INSの互換性を確認することでした。
Ellipse-Dは、最も過酷な環境下でも高精度な航法および姿勢データを提供する小型デュアルアンテナINSです。
すべてのSBGセンサーと同様に、Ellipse-D INS/GNSSは最適な性能を確保するため、-40°Cから85°Cまでの広範なテストを受けます。さらに、あらゆる条件下での信頼性を保証するために慎重に校正されています。
AVIATOR UAV 200は、小型UAVに搭載可能なコンパクトなオールインワンSatcom端末（アンテナとモデム）です。これにより、UAVと衛星間の接続が可能になり、衛星はUAVと地上管制の間を仲介します。
Cobhamのソリューションは、UAVから地上管制へ、動画などの情報を非常に低いデータレート（200kbps）で送信します。AVIATOR UAV 200は、BLOS（Beyond Line of Sight）通信を介して、UAVが管制室からより長く、より遠くまで飛行することを可能にします。
それらはどのように連携しますか？
慣性センサーは、ロール、ピッチ、ヨー、方位、および位置の入力をAVIATOR UAV 200に送信します。これらのデータを使用して、AVIATOR UAV 200のアンテナビームを通信衛星に向け、正確に追跡します。
その後、これは最適なデータ伝送の維持に貢献します。アンテナのポインティングが正確であるほど、衛星リンクはより安定します。
Ellipse-D INS/GNSSは、デュアルアンテナGNSS受信機のおかげで、開始時に正確で信頼性の高い方位を提供し、これらの用途に不可欠です。INSセンサーは、AVIATOR UAV 200が飛行中に衛星リンクを維持するのに役立つモーションデータと位置データを提供します。
スプーフィングの場合、INSは拡張カルマンフィルターのおかげで、堅牢な方位を維持するのに役立ちます。
地上構成での静止および移動中のテスト
2020年10月、CNESはCST（トゥールーズ宇宙センター）内でいくつかの試験を実施しました。
まず、チームは研究室でハードウェアとソフトウェアの準備を行いました。さらに、ハードウェアをOscarトラックに統合しました。移動型ラボであるOscarは、OTMアンテナを搭載し、路上で直接試験を行います。適切な静止状態での動作を確認した後、チームはCNES内でOTM試験を実施しました。
最後に、これらの試験により、慣性センサーと端末間の互換性が確認されました。
機器の構成
CNESは、実験室内での静止モードでのテスト中に、Ellipse-D INS/GNSSに付属のsbgcenterソフトウェアを使用して、アプリケーションに最適な機器を構成しました。
このソフトウェアは、拡張カルマンフィルターのパラメーターを調整し、使用条件に最適なパフォーマンスを提供するために、さまざまなモーションプロファイルを提供します。
sbgCenterソフトウェアで選択された設定：
- プロファイル選択：「汎用」。オスカー・トラックの挙動に最も適していました。UAVに統合する場合は、UAVプロファイルを選択する必要があります。
- 2つのGNSSアンテナの構成は、Cobhamターミナルから45 cm以上離れている必要があり、かつ同様の「環境」下にあること（十分に近く、間に障害物がなく、同じ動的条件に置かれる必要があります）。
- 入力されたコントロールユニットに対する車両の調整（この場合、それらは同じ軸に沿って配置されています）。
- キャリアに他のセンサーが搭載されている場合は、それらも入力できます（ピトー管、加速度計など）。
- Ellipse-D INS/GNSS（メイン）のCOMポートAは、sbgcenterで受信情報を可視化するためにPCに接続されています。ポートEはCobhamターミナルに接続されています。両方とも115200 ボーに設定されています。
- データ出力に関する限り、AT_ITINSメッセージの送信頻度は最大50Hzでなければなりません。
統合およびOTMテスト
同じ回路で2つの「On-The-Move」テストを実施しました。テスト回路には直線と環状交差点が含まれており、完了までの最大速度は30km/Hでした
最初のテストでは、特に送信周波数が高すぎる設定であったため、設定の調整が必要であることがわかりました。2回目のテストでは、方向を変えても接続は安定しており、設定が検証されました。
pingは正常に通過し、観測された最長の遅延は、建物付近の通過後（LOSのマスキングの可能性）に発生したものです。Aviator UAV 200インターフェースでは、すべてが正常に機能しました（信号レベル> 50dbHz、GPS修正）。テストセッションを記録することにより、SBGcenterでさまざまなオプションを使用してシーケンスを再生できます。
- 位置表示：車両の経路を追跡できるアニメーション付きの図が表示されます。
- コックピットビュー：キャリアの姿勢データを視覚化するグラフィカルユーザーインターフェース。
結論
これらの試験を経て、CNESのCesarsセンターチームは、SBG SystemsのEllipse-D慣性航法システムが、Cobham Aviator UAV 200ターミナルと「地上」構成で互換性があるという結論に達しました。
この検証結果は、UAVユーザーに幅広い可能性をもたらします。
Ellipse-D
Ellipse-D は、デュアルアンテナとデュアル周波数RTK GNSSを統合した慣性航法システムであり、SBG Systemsのポスト処理ソフトウェア Qinertia と互換性があります。
ロボットおよび地理空間アプリケーション向けに設計されており、オドメーター入力を Pulse または CAN OBDII と組み合わせて、デッドレコニングの精度を高めることができます。
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UAVはGPSを使用しますか？
一般的にドローンとして知られる無人航空機（UAV）は、通常、ナビゲーションと位置特定に全地球測位システム（GPS）技術を使用しています。
GPSはUAVのナビゲーションシステムに不可欠なコンポーネントであり、リアルタイムの位置データを提供することで、ドローンがその位置を正確に特定し、様々なタスクを実行することを可能にします。
近年、この用語はGNSS（Global Navigation Satellite System）という新しい用語に置き換えられました。GNSSは、GPSをはじめとする様々なシステムを網羅する衛星測位システムの総称を指します。対照的に、GPSは米国によって開発されたGNSSの一種です。
UAV運用における出力遅延を制御する方法
UAV運用における出力遅延の制御は、特に防衛やミッションクリティカルなアプリケーションにおいて、迅速なパフォーマンス、正確なナビゲーション、および効果的なコミュニケーションを確保するために不可欠です。
出力レイテンシーは、リアルタイム制御アプリケーションにおいて重要な側面であり、出力レイテンシーが高いほど、制御ループのパフォーマンスが低下する可能性があります。当社のINS組み込みソフトウェアは、出力レイテンシーを最小限に抑えるように設計されています。センサーデータがサンプリングされると、拡張カルマンフィルター（EKF）は、出力が生成される前に、小さく一定時間の計算を実行します。通常、観測される出力遅延は1ミリ秒未満です。
合計遅延を取得する場合は、処理遅延をデータ伝送遅延に追加する必要があります。この伝送遅延は、インターフェースによって異なります。たとえば、115200 bpsのUARTインターフェースで送信された50バイトのメッセージは、完全に送信されるまでに4msかかります。出力遅延を最小限に抑えるには、より高いボーレートを検討してください。
UAVジオフェンシングとは？
UAVジオフェンシングとは、無人航空機（UAV）が動作できる特定の地理的境界を定義する仮想バリアのことです。
この技術は、特に飛行活動が人、財産、または制限空域にリスクをもたらす可能性のある地域において、ドローン運用の安全性、セキュリティ、およびコンプライアンスを強化する上で重要な役割を果たします。
配送サービス、建設、農業などの業界では、ジオフェンシングは、ドローンが安全で合法的なエリア内で動作することを保証し、潜在的な紛争を回避し、運用効率を高めるのに役立ちます。
法執行機関や緊急サービスは、ジオフェンシングを使用して、公共イベントや緊急時におけるUAVの運用を管理し、ドローンが機密エリアに侵入しないようにすることができます。
ジオフェンシングは、特定の生息地や保護区域へのドローンアクセスを制限することにより、野生生物と天然資源を保護するために利用できます。
ペイロードとは何ですか？
ペイロードとは、基本的な機能を超えて、車両（ドローン、船舶など）が意図された目的を果たすために搭載する機器、デバイス、または材料を指します。ペイロードは、モーター、バッテリー、フレームなど、車両の動作に必要なコンポーネントとは別です。
ペイロードの例:
- カメラ：高解像度カメラ、サーマル イメージング カメラなど
- センサー：LiDAR、ハイパースペクトルセンサー、化学センサーなど
- 通信機器：無線機、信号リピーターなど
- 科学機器：気象センサー、エアサンプラーなど
- その他の特殊機器
