프라운호퍼 IOSB 연구소와 SBG Systems의 협력
독일의 저명한 연구 기관인 프라운호퍼 연구소는 다양한 과학 분야에서 혁신의 선구자 역할을 해왔습니다.
“자율주행 대형 로봇은 곧 건설 산업을 혁신하여 효율성과 혁신에 큰 변화를 가져올 것입니다.” | 플로리안 올리에(Florian OLLIER), SBG Systems 마케팅 총괄
독일의 저명한 연구 기관인 프라운호퍼 연구소는 다양한 과학 분야에서 혁신의 선구자 역할을 해왔습니다. 76개의 광범위한 연구소 네트워크 중에서도 프라운호퍼 광트로닉스·시스템기술·이미지응용 연구소(IOSB)는 자율주행 모바일 로봇 시스템 분야의 획기적인 연구로 두각을 나타내고 있습니다.
본 사례 연구에서는 프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems의 협력 관계를 조명하며, 자율주행 건설 장비에 당사 관성 센서를 통합하는 과정에 초점을 맞춥니다.
건설 기술의 재정의
자율 시스템은 인간에게 위험하거나, 어렵거나, 단조로운 작업에 필수불가결하게 되었습니다.
프라운호퍼 IOSB의 자율 로봇 시스템 연구 그룹은 비정형 환경용 굴착기부터 건설 현장에서 흙을 제거하기 위해 덤프 트럭을 견인하는 유니목(Unimog)에 이르기까지 자율 건설 차량 개발을 전문으로 합니다.
자율 차량은 자신의 위치를 파악하기 위해 주변 환경을 이해하고 3D 지도를 생성해야 합니다. 이들은 센서 데이터를 활용하여 주변 환경에서 어떻게 이동할지 파악합니다.
자랑스러운 협업
건설 차량에서 진정한 자율주행을 구현하려면 정확하고 신뢰할 수 있는 센서가 필수적입니다. 이러한 센서는 환경 인식, 매핑 및 항법을 위한 실시간 데이터를 제공해야 합니다.
Fraunhofer IOSB는 자율주행 건설 차량의 기능을 향상시키기 위해 고성능 관성 센서를 공급할 수 있는 업체를 필요로 했습니다.
당사는 혁신으로 유명한 명망 높은 프라운호퍼 연구소와 협력하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. Fraunhofer IOSB는 다양한 플랫폼에 당사의 여러 제품을 사용해 왔습니다.
구현
주목할 만한 적용 사례 중 하나는 흙을 퍼낼 수 있는 자율주행 굴착기에 당사의 Ekinox 관성 센서가 통합된 것입니다.
Ekinox는 차량의 모션 및 방향 데이터를 캡처하는 데 핵심적인 역할을 수행하여 실시간으로 주변 환경을 정밀하게 매핑할 수 있도록 했습니다.
이 데이터는 프라운호퍼(Fraunhofer) 연구원들이 개발한 고급 알고리즘과 결합되어 정밀한 인지, 매핑 및 항법을 가능하게 했습니다.
결과
- 자율주행 굴착기 / 자율주행 토사 제거: SBG Systems의 Ekinox Micro가 탑재된 굴착기는 토사 제거 작업에서 높은 수준의 자율주행을 달성했습니다. 관성 센서의 정확도와 신뢰성은 비정형 환경에서 차량이 독자적으로 작업할 수 있는 능력을 뒷받침했습니다.
- 배럴 인양: 자율주행 굴착기는 배럴 인양까지 기능을 확장하여 다목적성을 입증했습니다. 작업 구역 내에서 다양한 작업을 수행할 수 있었습니다.
- 유니모그(Unimog) 작업: 프라운호퍼 IOSB는 현재 유니모그를 건설 현장에서 토사를 운반하기 위해 덤프 트레일러를 견인하는 로봇으로 개조하는 작업을 진행 중입니다. SBG Systems의 관성 센서는 자율주행 파이프라인에 동력을 공급하여 작업 효율성과 안전성을 향상시킬 것으로 기대됩니다.
요약
프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems는 첨단 센서와 연구가 어떻게 주요 발전을 이끌어내는지 보여줍니다. 나아가 양사의 파트너십은 기술 성장에 미치는 혁신의 영향력을 잘 보여줍니다.
자율주행 건설 차량에 첨단 IMU를 통합함으로써 기존 장비의 성능이 한층 향상됩니다. 또한 이러한 통합은 자율주행 로보틱스 분야의 미래 혁신을 위한 길을 열어줍니다. 마지막으로 프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems는 자율주행 기술의 한계를 넓히기 위해 긴밀히 협력하고 있습니다.
Ekinox Micro
Ekinox Micro는 고성능 MEMS 관성 센서와 쿼드 컨스텔레이션(4대 위성 항법 시스템 동시 수신), 다중 주파수 듀얼 안테나 GNSS 수신기를 결합하여 가장 까다로운 어플리케이션에서도 뛰어난 정확도를 제공합니다. 8GB 내장 데이터 로거가 탑재되어 있습니다.
가장 혹독한 조건에서 작동하도록 설계된 Ekinox Micro는 군용 표준을 충족하여 미션 크리티컬한 어플리케이션에 이상적인 선택입니다.
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궁금한 점이 있으신가요?
FAQ 섹션에 오신 것을 환영합니다! 여기에서 소개된 애플리케이션에 대한 자주 묻는 질문의 답변을 확인하실 수 있습니다. 또한 원하는 답변을 찾지 못한 경우 당사에 직접 문의하여 지원을 받으시기 바랍니다.
페이로드란 무엇인가요?
페이로드(Payload)는 기본 기능 외에 본래의 목적을 수행하기 위해 차량(드론, 선박 등)이 운반하는 모든 장비, 장치 또는 자재를 의미합니다. 페이로드는 모터, 배터리, 프레임 등 차량 작동에 필요한 구성 요소와는 별개입니다.
페이로드의 예시:
- 카메라: 고해상도 카메라, 열화상 카메라…
- 센서: LiDAR, 초분광 센서, 화학 센서…
- 통신 장비: 무전기, 신호 중계기…
- 과학 기기: 기상 센서, 공기 채집기…
- 기타 특수 장비
GNSS 후처리란 무엇인가요?
GNSS 후처리(PPK)는 데이터 취득 활동 이후에 GNSS 수신기에 기록된 원시 GNSS 데이터 측정값을 처리하는 방식입니다. 이를 다른 GNSS 측정 데이터 소스와 결합하여, 가장 까다로운 환경에서도 해당 GNSS 수신기에 대해 가장 완전하고 정확한 동적 궤적을 제공할 수 있습니다.
이러한 다른 소스에는 데이터 취득 프로젝트 현장 또는 인근의 로컬 GNSS 기준국, 혹은 정부 기관 및/또는 상용 CORS 네트워크 제공업체가 제공하는 기존의 상시 관측국(CORS)이 포함될 수 있습니다.
PPK(Post-Processing Kinematic) 소프트웨어는 무료로 이용 가능한 GNSS 위성 궤도 및 시계 정보를 활용하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. PPK를 통해 사용되는 절대 전역 좌표계 기준점(datum) 내에서 지역 GNSS 기준국(base station)의 위치를 정밀하게 결정할 수 있습니다.
PPK 소프트웨어는 엔지니어링 프로젝트를 지원하기 위해 서로 다른 좌표 기준계 간의 복잡한 변환도 지원할 수 있습니다.
즉, 보정 데이터에 대한 접근성을 제공하고 프로젝트의 정확도를 높이며, 측량 중 데이터 손실이나 오류를 복구하거나 임무 후 설치 과정의 오류를 수정할 수 있습니다.
INS는 외부 보조 센서의 입력을 수용합니까?
당사의 관성 항법 시스템은 대기 데이터 센서, 자력계, 주행거리계, DVL 등 외부 보조 센서의 입력을 수용합니다.
이러한 통합을 통해 INS는 특히 GNSS 음영 지역에서 매우 다재다능하고 신뢰성 높은 성능을 발휘합니다.
이러한 외부 센서는 보완 데이터를 제공하여 INS의 전반적인 성능과 정확도를 향상시킵니다.
IMU와 INS의 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치(IMU)와 관성항법장치(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
IMU(관성 측정 장치)는 가속도계와 자이로스코프가 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요 및 모션에 대한 정보를 공급하지만 위치나 항법 데이터를 계산하지는 않습니다. IMU는 위치나 속도를 결정하기 위해 외부 처리에 필요한 움직임 및 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면, INS(관성항법장치)는 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 방향을 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위한 칼만 필터링과 같은 항법 알고리즘을 통합합니다. INS는 GNSS와 같은 외부 측위 시스템에 의존하지 않고 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 항법 데이터를 공급합니다.
이 항법 시스템은 일반적으로 종합적인 항법 솔루션이 필요한 응용 분야, 특히 군용 UAV, 선박, 잠수함 등 GNSS 음영 지역에서 활용됩니다.
MEMS란 무엇인가요?
MEMS는 미세전자기계시스템(Micro-Electro-Mechanical Systems)의 약자입니다. 이는 미세 가공 기술을 통해 공통 실리콘 기판 위에 기계적 소자, 센서, 액추에이터, 전자에 걸쳐 통합된 소형화된 장치를 의미합니다. MEMS는 미세한 규모에서 감지, 제어 및 구동할 수 있는 칩 위에 구축된 소형 기계 장치입니다. IMU, 압력 센서, 마이크, 가속도계, 자이로스코프, 의료 기기 및 자동차 시스템에 널리 사용됩니다.
