Cobham satcom과 호환되는 Ellipse
CNES는 Ellipse-D와 Aviator UAV 200 간의 안테나 포인팅 호환성을 명시했습니다. “SBG Systems의 Ellipse-D INS는 놀랍도록 컴팩트한 디자인으로, UAV 산업체가 제공하는 서비스를 개선하고 발전시킬 수 있도록 할 것입니다. 이는 혁신의 선두에 있는 프랑스의 노하우입니다.” – CNES Cesars 센터 팀
CNES(국립 우주 연구 센터라고도 함)는 프랑스 우주 연구 기관입니다. 이 기관은 경제부, 국방부, 연구부의 감독하에 운영됩니다.
CNES의 CESARS 센터, 더 용이한 위성 통신 액세스 제공
CNES의 임무 중 하나는 국가 정부를 위한 프랑스 우주 프로그램을 개발, 발표 및 실행하는 것입니다. CNES는 Ariane(발사체), 과학, 관측, 통신 및 국방의 5가지 전략적 영역에 중점을 둡니다.
CNES는 Satcom의 사용을 확산시키고 늘리기 위해 CESARS 센터를 만들었습니다.
CESARS는 모든 새로운 종류의 애플리케이션에서 기업, 연구소, 단체를 자유롭게 환영하여 기술에 대한 조언, 피드백을 제공하고 테스트 수행을 지원하며 하드웨어를 포함한 기술 플랫폼 자체에 대한 액세스를 제공합니다.
향상된 UAV 내비게이션을 위한 실시간 제어를 위한 통합 솔루션
CESARS 팀은 프로젝트를 진행하기 전에 일반적으로 지상에서 장비를 테스트하고 검증합니다. 여기서는 Cobham의 AVIATOR UAV 200과 SBG Systems의 Ellipse-D 관성 항법 시스템(INS) 간의 호환성을 확인하는 것이 목표였습니다.
Ellipse-D는 소형 듀얼 안테나 INS로, 가장 까다로운 환경에서도 고정밀 항법 및 자세 데이터를 제공합니다.
모든 SBG 센서와 마찬가지로, Ellipse-D INS/GNSS는 최적의 성능을 보장하기 위해 -40°C에서 85°C에 이르는 광범위한 테스트를 거칩니다. 또한, 모든 조건에서 신뢰성을 보장하기 위해 정밀하게 보정됩니다.
AVIATOR UAV 200은 소형 UAV에 장착 가능한 컴팩트한 올인원 위성 통신(Satcom) 단말기(안테나 및 모뎀)입니다. 이 단말기는 UAV와 위성 간의 연결을 가능하게 하며, 위성은 UAV와 지상 제어 시스템 간의 중개자 역할을 합니다.
Cobham의 솔루션은 UAV에서 지상 제어 시스템으로 비디오와 같은 정보를 매우 낮은 데이터 전송률(200kbps)로 전송합니다. AVIATOR UAV 200은 BLOS(Beyond Line of Sight) 통신을 통해 UAV가 제어실에서 더 멀리, 더 오래 비행할 수 있도록 합니다.
어떻게 함께 작동합니까?
관성 센서는 롤, 피치, 요, 헤딩 및 위치 입력을 AVIATOR UAV 200으로 전송합니다. 우리는 이 데이터를 사용하여 AVIATOR UAV 200의 안테나 빔을 통신 위성으로 향하게 하고 정밀하게 추적합니다.
그 후, 이는 최적의 데이터 전송을 유지하는 데 기여합니다. 안테나 지향이 정확할수록 위성 링크는 더욱 안정적일 것입니다.
Ellipse-D INS/GNSS는 듀얼 안테나 GNSS 수신기 덕분에 시작 시 정밀하고 신뢰할 수 있는 헤딩을 제공하며, 이는 이러한 애플리케이션에 매우 중요합니다. INS 센서는 AVIATOR UAV 200이 비행 중 위성 링크를 유지하는 데 도움이 되는 움직임 및 위치 데이터를 제공합니다.
스푸핑 발생 시, INS는 확장 칼만 필터 덕분에 견고한 헤딩을 유지하는 데 도움을 줄 것입니다.
지상 구성에서 정지 및 이동 중 테스트
2020년 10월, CNES는 CST (툴루즈 우주 센터) 내에서 몇 가지 테스트를 수행했습니다.
먼저, 팀은 실험실에서 하드웨어와 소프트웨어를 준비했습니다. 또한, 그들은 하드웨어를 Oscar 트럭에 통합했습니다. 이동식 실험실인 Oscar는 도로에서 OTM 안테나를 직접 운반하고 테스트합니다. 적절한 정지 작동을 확인한 후, 팀은 CNES 내에서 OTM 테스트를 진행했습니다.
마지막으로, 이 테스트들은 관성 센서와 터미널 간의 호환성을 확인했습니다.
장비 구성
실험실에서 정지 모드로 테스트하는 동안 CNES는 Ellipse-D INS/GNSS와 함께 제공되는 sbgcenter 소프트웨어를 사용하여 장비가 애플리케이션에 가장 적합하도록 구성했습니다.
이 소프트웨어는 확장 칼만 필터 파라미터를 조정하고 사용 조건에 맞는 최상의 성능을 제공하기 위해 다양한 모션 프로필을 제공합니다.
sbgCenter 소프트웨어에서 선택한 설정:
- 프로파일 선택: “일반 목적”. Oscar 트럭의 작동 방식에 가장 적합했습니다. UAV에 통합하려면 UAV 프로파일을 선택해야 합니다.
- 2개의 GNSS 안테나 구성은 Cobham 터미널로부터 45cm 이상 떨어져 있어야 하며, 유사한 "환경"에 위치해야 합니다 (충분히 가깝고, 그들 사이에 장애물이 없으며, 동일한 동역학적 영향을 받아야 합니다).
- 입력된 제어 장치와 관련된 차량의 정렬 (본 사례에서는 동일 축을 따라 정렬됨).
- 캐리어에 다른 센서가 장착된 경우 해당 센서도 입력할 수 있습니다(피토관, 가속도계 등).
- Ellipse-D INS/GNSS의 COM 포트 A("메인")는 sbgcenter에서 수신된 정보를 시각화하기 위해 PC에 연결됩니다. 포트 E는 Cobham 터미널에 연결됩니다. 둘 다 115200 보드로 구성됩니다.
- 데이터 출력과 관련하여 AT_ITINS 메시지의 전송 빈도는 최대 50Hz여야 합니다.
통합 및 OTM 테스트
동일한 회로에서 두 번의 “On-The-Move” 테스트가 수행되었습니다. 테스트 회로는 직선 및 로터리를 포함하며, 이를 완료하기 위한 최대 속도는 30km/H였습니다.
첫 번째 테스트에서는 특히 너무 높게 설정된 전송 주파수와 같이 설정 조정이 필요한 것으로 나타났습니다. 두 번째 테스트에서는 방향을 변경할 때도 연결이 안정적이었으며 설정을 검증했습니다.
핑이 올바르게 전달되었으며, 관찰된 가장 긴 지연 시간은 건물 근처 통과 후 발생했습니다(LOS의 마스킹 가능성). Aviator UAV 200 인터페이스에서는 모든 것이 작동했습니다(신호 레벨 >50dbHz, GPS 고정). 테스트 세션을 기록함으로써 SBGcenter에서 다양한 옵션을 통해 시퀀스를 다시 재생할 수 있습니다.
- 위치 보기: 차량의 경로를 따라갈 수 있는 애니메이션이 포함된 그림을 보여줍니다.
- Cockpit View: 운반체의 자세 데이터를 시각화하는 그래픽 사용자 인터페이스입니다.
결론
이 모든 테스트를 거쳐, CNES의 Cesars 센터 팀은 SBG Systems의 Ellipse-D 관성 항법 장치(INS)가 Cobham Aviator UAV 200 터미널과 “지상” 구성에서 호환된다는 결론에 도달했습니다.
이번 성공적인 테스트는 UAV 사용자들에게 광범위한 기회를 제공합니다.
Ellipse-D
Ellipse-D는 듀얼 안테나 및 듀얼 주파수 RTK GNSS를 통합한 관성 항법 시스템으로, 당사의 후처리 소프트웨어 Qinertia와 호환됩니다.
로봇 및 지리공간 애플리케이션용으로 설계되었으며, 주행 거리계(Odometer) 입력을 Pulse 또는 CAN OBDII와 융합하여 향상된 추측 항법 정확도를 제공할 수 있습니다.
Ellipse-D 견적 요청
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FAQ 섹션에 오신 것을 환영합니다! 여기에서는 SBG Systems에서 소개하는 애플리케이션에 대한 가장 일반적인 질문에 대한 답변을 찾을 수 있습니다. 찾고 있는 내용이 없으면 언제든지 직접 문의하십시오!
UAV는 GPS를 사용합니까?
일반적으로 드론으로 알려진 무인 항공기(UAV)는 일반적으로 내비게이션 및 위치 결정을 위해 GPS(Global Positioning System) 기술을 사용합니다.
GPS는 UAV의 항법 시스템에서 필수적인 구성 요소로, 드론이 자신의 위치를 정확하게 파악하고 다양한 작업을 수행할 수 있도록 실시간 위치 데이터를 제공합니다.
최근 몇 년 동안, 이 용어는 새로운 용어인 GNSS(Global Navigation Satellite System)로 대체되었습니다. GNSS는 GPS 및 다양한 다른 시스템을 포함하는 위성 항법 시스템의 포괄적인 범주를 의미합니다. 이와 대조적으로, GPS는 미국에서 개발된 특정 유형의 GNSS입니다.
UAV 작동 시 출력 지연을 제어하는 방법은 무엇입니까?
UAV 작동 시 출력 지연을 제어하는 것은 특히 국방 또는 중요 임무 애플리케이션에서 반응성능, 정밀한 내비게이션 및 효과적인 통신을 보장하는 데 필수적입니다.
출력 지연 시간은 실시간 제어 애플리케이션에서 중요한 측면이며, 더 높은 출력 지연 시간은 제어 루프 성능을 저하시킬 수 있습니다. 당사의 INS 임베디드 소프트웨어는 출력 지연 시간을 최소화하도록 설계되었습니다. 센서 데이터가 샘플링되면 확장 칼만 필터(EKF)는 출력이 생성되기 전에 작고 일정한 시간 계산을 수행합니다. 일반적으로 관찰되는 출력 지연은 1밀리초 미만입니다.
전체 지연 시간을 확인하려면 데이터 전송 지연 시간에 처리 지연 시간을 추가해야 합니다. 이 전송 지연 시간은 인터페이스마다 다릅니다. 예를 들어 115200bps에서 UART 인터페이스로 전송된 50바이트 메시지는 전체 전송에 4ms가 걸립니다. 출력 지연 시간을 최소화하려면 더 높은 보드 전송률을 고려하십시오.
UAV 지오펜싱이란 무엇입니까?
UAV 지오펜싱은 무인 항공기(UAV)가 작동할 수 있는 특정 지리적 경계를 정의하는 가상 장벽입니다.
이 기술은 특히 비행 활동이 사람, 재산 또는 제한된 공역에 위험을 초래할 수 있는 지역에서 드론 운영의 안전, 보안 및 규정 준수를 강화하는 데 중요한 역할을 합니다.
배달 서비스, 건설 및 농업과 같은 산업에서 지오펜싱은 드론이 안전하고 합법적인 지역 내에서 작동하도록 보장하여 잠재적인 충돌을 피하고 운영 효율성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
법 집행 기관 및 응급 서비스는 지오펜싱을 사용하여 공공 행사 또는 비상 상황 시 UAV 작동을 관리하여 드론이 민감한 지역에 들어가지 않도록 할 수 있습니다.
지오펜싱은 특정 서식지 또는 보존 구역에 대한 드론 접근을 제한하여 야생 동물과 천연 자원을 보호하는 데 사용될 수 있습니다.
페이로드란 무엇입니까?
페이로드는 차량(드론, 선박 등)이 기본적인 기능 외에 의도된 목적을 수행하기 위해 탑재하는 모든 장비, 장치 또는 재료를 의미합니다. 페이로드는 모터, 배터리 및 프레임과 같이 차량 작동에 필요한 구성 요소와는 별개입니다.
탑재 하중 예:
- 카메라: 고해상도 카메라, 열화상 카메라 등
- 센서: LiDAR, 초분광 센서, 화학 센서 등
- 통신 장비: 라디오, 신호 중계기 등
- 과학 기기: 기상 센서, 공기 샘플러 등
- 기타 특수 장비
