ホーム 事例紹介 マクギル社の火星探査車にSBGの慣性航法システムが搭載される

Ellipse-Nを搭載した火星探査ローバーUGV

マギル大学の半自律型火星探査車には、自律航行のためにSBG社の小型INS (GNSS )が搭載されています。

「このデバイスのおかげで、500メートル以上にわたるブラインドナビゲーションの後、最後のウェイポイントから20センチメートルの位置で正確に停止することができました。これは、この大会においてこれまで達成されたことのない快挙です。」|マギル大学ロボティクスチーム

INS車両
火星探査車 マクギルズ・ロボティクス

マギルロボティクスチームは、2つの国際大会への参加を目的にロボットを設計しました。これらの大会では、各チームが隠された管制センターから、火星のような砂漠環境で様々な走行を通じて複雑なタスクを達成するため、ローバーを操作することが求められました。

これらのタスクには、荒れた地形の横断、遠隔地へのペイロードの運搬、複雑なコントロールパネルの整備、および採取した土壌サンプルの分析が含まれていました。

各走行中、チームは1キロメートル以上離れた場所からローバーをワイヤレスで操作し、オンボードIMU、GPS、カメラ、および科学機器によって提供されるセンサーフィードバックに継続的に依存することが求められました。

チームは大会の合間にSBG Systems社のIG-500Nを導入したが、これがERCでの成功に決定的な役割を果たした。さらに、IG-500Nの精度の高さにより、ブラインドナビゲーション課題で最高得点を獲得することができた。この課題では、各チームはカメラを使用せずに、起伏の激しい地形の中でGPS座標地点まで移動する。

マクギルズ・チーム
Mc Gillsチーム。 | 出典:Mc GillsRobotics

この装置のおかげで、500メートル以上にわたる視界のない航行の末、最後のウェイポイントで20センチメートルの位置に正確に停止することができました。これは、この大会においてこれまで達成されたことのない快挙でした。

Mc Gillsチームは、IG-500Nに同梱されているsbgComライブラリを、C++ラッパーを用いて自社のソフトウェアアーキテクチャに効果的に統合しました。

彼らは、クラスのコンストラクタ内で初期化関数を使用し、スレッドセーフな動作を実現するためのコールバック関数を実装しました。これにより、システム全体へのデータ送信プロセスを中断することなく、デバイスからの更新情報を連続モードで受け取り続けることが可能になりました。その後、この実装はROSパブリッシャーの作成に活用されました。 このライブラリの実装品質とインターフェース設計のおかげで、この一連のプロセスは非常にユーザーフレンドリーで、かなり簡単に行えました。

動画のサムネイル

「SBG Systems には心から感謝しています。ヨーロッパ・ローバー・チャレンジでの我々の輝かしい成果は、SBG Systemsの並外れた支援がなければ、間違いなく成し遂げられなかったでしょう。」| マギル大学ロボティクスチーム

火星探査ローバー「インス」
火星探査ローバー
0.0 5 °
ロールおよびピッチ(RTK)
0. 2 °
見出し(RTK 高ダイナミクス)
1 cm
RTKGNSS の位置
47 g
INS 総重量

Ellipse-N

Ellipse-Nは、デュアルバンド・4コンステレーション対応のGNSS 受信機を内蔵した、コンパクトで高性能なRTK慣性航法システムです。さらに、ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブ、およびセンチメートル級のGNSS 測位機能を提供します。

Ellipse -Nセンサーは、動的な環境や過酷なGNSS 条件下で最高の性能を発揮します。また、磁気ヘディングを用いた低動的な用途でも動作します。

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Ellipse NINS ユニット Checkmedia

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ペイロードとは何ですか?

ペイロードとは、車両(ドローン、船舶など)が、基本的な機能に加えて本来の目的を果たすために搭載するあらゆる機器、装置、または資材を指します。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構成要素とは区別されます。

ペイロードの例:

  • カメラ:高解像度カメラ、サーマルカメラ……
  • センサー:LiDAR、ハイパースペクトルセンサー、化学センサー……
  • 通信機器:無線機、信号中継器など…
  • 科学機器:気象センサー、大気サンプリング装置……
  • その他の専用機器

INS は、外部の補助センサーからの入力を受け付けますか?

当社の慣性航法システムは、空気データセンサー、磁力計、走行距離計、DVL などの外部補助センサーからの入力を受け付けます。

この統合により、INS は、特にGNSS へのアクセスが制限されている環境において、非常に汎用性が高く、信頼性の高いものとなっています。

これらの外部センサーは、補完的なデータを提供することで、INS の全体的な性能と精度を向上させます。

IMU とINS の違いは何ですか?

慣性計測ユニット(IMU )と慣性航法システム(INS)の違いは、その機能と複雑さにあります。
IMU (慣性計測ユニット)は、加速度計やジャイロスコープによって測定された、車両の直線加速度および角速度に関する生データを提供します。ロール、ピッチ、ヨー、および運動に関する情報を提供しますが、位置や航法データを計算することはありません。IMU は、位置や速度を決定するための外部処理に、運動や向きに関する重要なデータを中継するよう特別に設計されています。
一方、INS (慣性航法システム)は、 IMU データと高度なアルゴリズムを組み合わせて、時間の経過に伴う車両の位置、速度、および姿勢を算出します。これには、センサーフュージョンや統合のためのカルマンフィルタリングなどのナビゲーションアルゴリズムが組み込まれています。INS は、GNSS のような外部測位システムに依存することなく、位置、速度、姿勢を含むリアルタイムのナビゲーションデータを提供します。
このナビゲーションシステムは、包括的なナビゲーションソリューションを必要とするアプリケーション、特にGNSS が利用できない環境(軍用UAV、船舶、潜水艦など)で一般的に利用されています。