防衛用UAVの慣性航法

UAV(Unmanned Aerial Vehicles:無人航空機)、いわゆるドローンは、特定のミッション用ペイロードを搭載し、操縦者が機上に乗ることなく運用される航空機です。UAVは、遠隔操作によって制御される場合もあるが、機体搭載のコンピューターとセンサーによって自律的に飛行する場合もあります。

近年、防衛分野では、電子戦やGNSS妨害などの脅威が増大しており、従来の測位・航法・時刻(PNT:Position, Navigation, and Timing)システムの脆弱性が浮き彫りになっています。低コストなGNSSジャミングやスプーフィング装置の普及により、GNSSのみに依存することは防衛車両にとって大きなリスクとなっています。
それにもかかわらず、多くの防衛機器は依然としてGNSSが妨害された環境への備えが十分ではありません。

こうした中で、ITAR規制を受けない慣性センサーを防衛用車両やUAVに統合することが、PNT機能を維持し、妨害・干渉を受ける環境下での国家安全保障を確保するために不可欠となっています。当社の実戦で実証されたモーションおよびナビゲーションソリューションは、このような状況下でも信頼性の高い代替え手段を提供し、高度な対抗手段によって安定した性能を実現します。

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高精度加速度計およびジャイロスコープ

慣性システム(Inertial System)は、防衛用機器や車両(例:無人航空機)におてい、GNSS、磁力計、気流データ、その他の補助センサーと連携しながら、主航行および補助航法システムとして極めて重要な役割を果たします。これらのシステムは、衝突回避、経路計画、状況認識のために不可欠な連続的かつリアルタイムな航法データを提供します。さらに、 INSは、車両の自律性を高め、戦場においてより自律した運用を可能にします。

当社の慣性システムは、高度なMEMS技術を採用した加速度計とジャイロスコープを個別にキャリブレーションしており、PNTソリューションに卓越した耐環境性と信頼性をもたらします。これらのセンサーから得られるデータを高度なマルチセンサー融合アルゴリズムで統合することで、INS は移動の変化を高精度に検出し、アダプティブノッチフィルタリングやRAIMを用いたジャミング・スプーフィング対策を実現します。

このセンサー融合技術により、長時間の航行でも高精度なナビゲーションデータを維持し、推測航法(デッドレコニング)によるドリフト誤差を走行距離の0.5~2%以内に抑えることが可能です。

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頑丈で省スペースな設計

当社の航法システムは、MEMSベースの慣性計測ユニット(IMU)で、堅牢なMIL-STD準拠モデルとコンパクトなOEM フォームファクタの両方をラインナップしています。フランスで設計・製造されており、衝撃、強い振動、急激な温度変化、過酷な気候など、軍事用途の極端な条件に耐えうる堅牢な材料を採用しています。

小型・軽量でありながら優れた性能比を有しているため、搭載重量が厳しく制約されるUAVやローテーティング・ミュニション(loitering munitions)に最適です。

これらの環境下では信頼性が最重要であり、システムの故障は任務の成功を損なう可能性があります。当社製品は軍事基準(MIL-STD 810)に対する試験を実施しており、重要システムが最適に機能し続けることを保証します。さらに、周波数解析によるアラート機能や、電子戦耐性を高めるためのセンサー統合回避(ハイブリッド化に対する回避)機能を備えています。

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統合が容易なOEMおよびボックス型ソリューション

当社の慣性センサーは、Binary(バイナリ)、NMEA、RESTfulなどの柔軟なAPIを通じて、あらゆるタイプのUAVにシームレスに統合できます。PixhawkやArdupilotのような人気なオートパイロットシステムとの直接互換性により、大きな改修を必要とせず、最小限の作業でINSを容易に導入できます。

この柔軟性により、複数の統合オプションを通じた迅速な実装が可能になり、ダウンタイムや運用コストを抑えつつ、航法精度を維持できます。スケーラブルなソリューションにより、防衛部隊は、防衛部隊は艦隊全体でナビゲーション性能を向上させ、UAV構成を変更したり複雑な改修を行うことなく、任務に不可欠な運用を支援できます。

また、世界70拠点の販売代理店ネットワークにより、防衛用途でのグローバルサポートを提供しています。

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当社の強み

SBG Systemsは、最先端技術を組み合わせることで、過酷な環境下でも正確なリアルタイムの動作データを提供することを保証しています。

ダイナミックナビゲーション 急速に変化する状況下でも、高精度な位置情報と姿勢データを提供します。
GNSS非対応環境への耐性 GPSジャミングやGNSS信号が利用できない環境下でも、性能を維持します。
コンパクトで堅牢な設計 UAVへの統合に最適化され、過酷な環境下でも耐久性を確保する軍用規格に準拠しています。
リアルタイムデータでミッション精度を最大化 精密なターゲティング、監視、偵察ミッションを実現します。

UAVナビゲーション向けソリューション

当社のセンサーは、動きの検知から出力までのレイテンシーが極めて低く設計されています。信号整形やFIRフィルタリングを組み込むことで、高帯域幅を確保しつつ、振動による測定への影響を最小限に抑えています。

Pulse 40 IMU Mini Unit Right

Pulse-40

Pulse-40 IMUは、重要なアプリケーションに最適です。サイズ、性能、信頼性のいずれにおいても妥協しません。
タクティカルグレードIMU 0.08°/√h ノイズジャイロ 6µg 加速度計 12グラム、0.3 W
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Pulse-40
Ellipse E INS Mini Unit Right

Ellipse-E

Ellipse-Eは、外部GNSSおよびセンサーと統合することにより、ロール、ピッチ、ヘディング、ヒーブ、および位置データを提供し、正確なナビゲーションを実現します。
INS 外部GNSS 0.05 ° ロール & ピッチ 0.2 ° ヘディング
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Ellipse-E
Ellipse N INS Mini Unit Right

Ellipse-N

Ellipse-Nは、コンパクトで高性能なシングルアンテナGNSSであり、センチメートルレベルの正確なポジショニングと堅牢なナビゲーションを提供します。
INS シングルアンテナRTK GNSS 0.05 ° ロール & ピッチ 0.2 ° ヘディング
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Ellipse-N
Ellipse D INS Mini Unit Right

Ellipse-D

Ellipse-D は、デュアルアンテナ GNSS を搭載した最小の慣性航法システムで、あらゆる条件下で正確な方位とセンチメートルレベルの精度を提供します。
INS デュアルアンテナRTK INS 0.05 ° ロール & ピッチ 0.2 ° ヘディング
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Ellipse-D
Ekinox Micro INS Mini Unit Right

Ekinox Micro

Ekinox Micro は、コンパクトで高性能な INS で、デュアルアンテナ GNSS を搭載し、ミッションクリティカルなアプリケーションで比類のない精度と信頼性を提供します。
INS 内蔵 GNSS シングル/デュアルアンテナ 0.015 ° ロール/ピッチ 0.05 ° ヘディング
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Ekinox Micro
Quanta Plus INS Mini Unit Non Background Right

Quanta Plus

Quanta Plusは、タクティカルIMUと高性能GNSS受信機を組み合わせることで、最も過酷なGNSS環境でも信頼性の高い位置と姿勢を取得できます。LiDARまたはその他のサードパーティ製センサーを備えた測量システムに簡単に統合できる、小型、軽量、高性能な製品です。
INS 内蔵測地用デュアルアンテナ 0.03 ° ヘディング 0.015 ° RTKロール&ピッチ
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Quanta Plus
Quanta Extra INS Mini Unit Right

Quanta Extra

Quanta Extraは、ハイエンドのジャイロスコープと加速度計を最もコンパクトなフォームファクタに組み込んでいます。また、センチメートル単位の位置を提供するRTK GNSS受信機も統合されています。モバイルマッピングソリューションに最高の精度をもたらします。
INS 内蔵測地用デュアルアンテナ 0.03 ° ヘディング 0.008 ° ロール & ピッチ
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Quanta Extra

防衛分野のアプリケーションに関するパンフレット

パンフレットを直接受信箱に届けます。

事例紹介

SBG SystemsのUAV慣性ソリューションの成功事例をご覧ください。当社の最先端ナビゲーションシステムが、精密農業から防衛まで、さまざまな業界で無人航空機の運用をどのように変革してきたかをご覧ください。
各ケーススタディでは、当社の高度な慣性センサーとGNSSテクノロジーが、比類のない精度、信頼性、およびパフォーマンスを提供してきた実際のアプリケーションに焦点を当てています。

バイキング

自律航法のためのコンパクトな慣性航法システム

自律ロボット

VIKINGS自律ロボット
GRYFN

Quanta Microと統合された最先端のリモートセンシング

UAV LiDAR & 写真測量

コネクタと冷却システムを備えたGOBIセンサー(屋外)
Zurich UAS Racing Team

Ellipse-Dで切り拓く自動運転車技術

自動運転車

フィニッシュライン間近のZurich UAS Racing Team
事例紹介

SBG Systemsについて

SBG Systemsの慣性ソリューションが、お客様の業務をどのように向上させ、生産性を高めてきたかをご覧ください。

BoE Systems
「測量業界で SBG のセンサーが使用されていることについて良い評価を聞いたので、Ellipse-D でいくつかのテストを実施したところ、まさに必要な結果が得られました。」
Jason L, 創業者
テュービンゲン大学
「Ellipse-Nは、すべての要件を満たし、精度、サイズ、および重量の独自のバランスを提供するため、選択されました。」
Uwe P, Dr. Ing.
ウォータールー大学
「SBG SystemsのEllipse-Dは使いやすく、非常に正確で安定しており、小型であるため、当社のWATonoTruckの開発に不可欠でした。」
Amir K、教授兼ディレクター

自律走行車向けのその他の防衛アプリケーションを見る

慣性航法システムが、無人地上システムから自律走行車列、偵察プラットフォームまで、幅広い防衛アプリケーションで自律走行車の性能をどのように向上させるかをご覧ください。当社のソリューションは、GNSSが利用できない環境でも、ミッションの成功に必要な正確な位置、方向、および信頼性を提供します。


ご質問はありますか?

FAQセクションへようこそ!ここでは、UAV(無人航空機)ナビゲーションに関する最も一般的な質問への回答をご覧いただけます。お探しの情報が見つからない場合は、お気軽にお問い合わせください。

防衛用UAVでは、どのようなINS統合が可能ですか?

当社のソリューションは、さまざまな種類の防衛 UAVとの統合に最適であり、さまざまな運用ニーズに対応する汎用性と適応性を提供します。当社のモーションおよびナビゲーションセンサーは、SWaP-Cを損なうことなく、戦術的なセンシングをシステムにもたらします。これらは、インテグレーターによる使用に特に適しています。

 

GNSSに依存するUAVの場合、当社のデュアルアンテナGNSS受信機は、卓越した精度を提供します。これは、地上ナビゲーションに役立ち、航空ナビゲーションと地上ナビゲーション間の移行を支援します。さらに、すべてのセンサーは、RS-232、CAN、イーサネットなどのさまざまな通信プロトコルをサポートしており、UAVシステムとのシームレスな統合が可能です。

 

DVLなどの外部測位ソリューションやその他の航法支援装置を統合して、正確なロール、ピッチ、方位、高度データを提供することも可能です。これにより、GNSS信号が弱い、または利用できない環境でのナビゲーションが強化されます。

UAVの軍事用途において、センサー品質基準をどのように保証しますか?

SBG Systems では、当社の慣性計測ユニット(IMU)の最高品質基準を保証するために、細心の注意を払ったプロセスを実施しています。まず、当社の厳格な品質要件を満たす信頼性の高い加速度計とジャイロスコープに焦点を当て、ハイエンド MEMS コンポーネントを最適に選択することから始めます。当社の IMU は、振動や環境条件に耐えるように設計された堅牢な筐体に収められており、耐久性と性能を保証します。

 

当社の自動化されたキャリブレーションプロセスは、2軸テーブルを使用し、-40℃〜85℃の温度範囲に対応しています。このキャリブレーションは、加速度計とジャイロスコープのバイアス、クロス軸効果、ミスアライメント、スケールファクター、非線形性など、さまざまな要因を補正し、あらゆる気象条件下で一貫した性能を保証します。

 

当社の認定プロセスには、当社の仕様を満たすセンサーのみが生産に進むことを保証するための厳格な社内スクリーニングがさらに含まれています。各 IMU には、詳細な校正レポートが添付されており、2 年間保証されています。この厳格なアプローチにより、高品質、信頼性、および長期にわたる一貫したパフォーマンスが保証され、防衛およびその他の重要なアプリケーション向けに優れた IMU が提供されます。

 

また、信頼性を確保するために、徹底的な環境試験と耐久試験を実施しています。当社のセンサーの中には、いくつかのMIL-STD規格に適合し、衝撃、振動、極限状態に対する耐性を保証するものもあります。

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。

出力遅延は、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、出力遅延が大きいほど、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、出力遅延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。