用于自主建筑机械的惯性解决方案

在建筑领域,自动化正在彻底改变基础设施项目的执行方式,利用机器人、人工智能 (AI) 和传感器等先进技术来自动化曾经需要大量人工干预的流程。这些技术使设备和机械能够以极少甚至无需人工干预的方式执行诸如开挖、测量和筑路等任务。
自动施工车辆正在改变从高速公路和桥梁等大型基础设施项目到住宅和商业建筑的一切,从而实现更快、更准确的施工过程,同时降低风险和人工成本。通过在无人机、自动驾驶车辆和自动化机械中利用精确的导航系统,建筑行业正变得更加安全、高效和具成本效益。

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用于自主建筑车辆的惯性系统

INS 或惯性导航系统对于自主工程机械至关重要,能够在复杂环境中提供精确定位和运动追踪。我们的 INS 传感器可引导诸如无人驾驶卡车、推土机、挖掘机和起重机等车辆。它们可提供实时的位置、速度和姿态数据,即使在 GNSS 覆盖较差的场所也能确保安全高效的运行。

当与实时动态 (RTK) GNSS 技术相结合时,我们的 INS 可确保平整、挖掘和物料安放等任务达到厘米级的精度。这种集成提高了精度,减少了错误,并将项目延误降至最低。

挖掘机和推土机等机器可以全天候运行,在极少人工干预的情况下完成土方工程和平整作业。这使机器能够降低油耗并提高效率,从而节省成本并带来环境效益。

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测量与制图解决方案

惯性系统在建筑测量和测绘应用中也起着至关重要的作用。配备 INS 和 GNSS 的无人机用于进行航空测量。它们捕获高分辨率图像和数据,以创建施工现场的详细地形图和 3D 模型。这些地图为现场状况提供了宝贵的见解,帮助项目经理和工程师做出明智的决策。

INS 的集成确保了数据的准确地理参考,即使在地形复杂或 GNSS 信号较差的区域也是如此。此外,配备 INS 的无人机可以对施工进度进行持续监控。它们跟踪现场状况的变化,并确保工作按计划完成。
这种高水平的精度和自动化显著减少了传统测量方法所需的时间和劳动力。

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提高建筑工地的安全性

诸如推土机、挖掘机、轮式装载机和运载卡车等自主施工车辆有助于提高作业现场的安全性。

建筑施工本身具有一定的风险,工人面临着重型机械、不稳定地形和高空作业等危险。通过引入自主机械和远程控制施工车辆,可以降低许多此类风险。

我们的惯性系统可提供有关自主施工设备位置和运动的实时数据。实现精确控制并减少事故发生的可能性。

此外,自主无人机可用于检查危险区域(如不稳定的结构或深基坑施工现场),而不会危及人类工人的安全。自动化与精确导航的结合,有助于为建筑人员创造更安全的工作环境。

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我们的优势

我们的解决方案将惯性传感器与 GNSS 技术相结合,即使在充满挑战的环境中,也能提供准确的实时定位和运动数据。

精确的机器控制 精准的定位和姿态数据,能够以卓越的精度执行任务。
在较差 GNSS 覆盖下的弹性 在 GNSS 信号无法覆盖或受阻的区域(如隧道、城市施工现场)可靠运行
运营效率 实时运动数据可优化自主机械的性能并提高生产力。
耐用且易于集成 我们的 INS 坚固耐用且结构紧凑,能够承受恶劣环境,从而便于集成。

自主建造解决方案

我们提供广泛的运动和导航产品,旨在提升自主机器和系统的性能。我们高精度的惯性系统与 GNSS 技术集成,可为您自主施工项目提供所需的精度和可靠性。它允许您的设备以最少的人工干预执行平地、挖掘和物料安放等任务。

Ellipse A AHRS 迷你单元 右侧

Ellipse-A

Ellipse-A 在经济高效的 AHRS 中提供高性能的方位和升沉测量,具有精确的磁学校准和出色的温度耐受性。
AHRS 0.8 ° 航向精度(磁性) 5 厘米升沉 0.1 ° Roll and Pitch
发现
Ellipse-A
Ellipse D INS 迷你单元(右)

Ellipse-D

Ellipse-D 是最小的双天线 GNSS 惯性导航系统,可在任何条件下提供精确的航向和厘米级精度。
INS 双天线 RTK INS 0.05 ° 横滚和俯仰 0.2 ° 航向精度
发现
Ellipse-D
Ekinox Micro INS 迷你单元(右侧)

Ekinox Micro

Ekinox Micro 是一款紧凑型、高性能的 INS,配备双天线 GNSS,在关键任务应用中提供无与伦比的精度和可靠性。
INS 内部 GNSS 单/双天线 0.015 ° 横滚和纵倾 0.05 ° 航向精度
发现
Ekinox Micro

自主应用手册

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案例分析

好奇我们的惯性产品如何改变建筑行业吗?
我们的案例研究重点介绍了 SBG Systems 技术在自主建筑项目中的实际应用。
例如,我们的解决方案成功融入了道路建设和大规模基础设施开发中。
此外,它们还提高了施工过程中的效率、准确性和安全性。

Fraunhofer 研究所

与 Fraunhofer 研究所合作

无人驾驶车辆
Fraunhofer与SBG Systems的合作
Transmin

为远程操作的碎石机选择 Ellipse-A

自动化控制系统
案例分析:Transmin
Treeswift

Treeswift 如何实现公用事业外业作业的现代化

移动测绘
公用事业现场技术人员在植被管理巡检期间佩戴 Treeswift Swiftpack AI 驱动的 LiDAR 设备
TREALIS

TREALIS 借助 Apogee Navsight 进行钢轨缺陷检测

有轨电车和火车定位
TREALIS 巡检列车在法国铁路网络上进行铁轨缺陷检测
GapEOD

GapEOD 如何借助 Ellipse 助力更安全的地球物理勘测

有轨电车和火车定位
GapEOD 的系统处于受控状态并正在运行
罗斯托克大学

在真实城市水道中的自动驾驶渡轮研究

自动渡轮导航
自动渡轮
发现我们所有的案例研究

他们在谈论我们

直接听取已采用我们技术的创新者和客户的意见。

他们的客户评价和成功案例表明,我们的传感器在实际的指向和稳定应用中具有显著的影响。

滑铁卢大学
“来自 SBG Systems 的 Ellipse-D 易于使用、精度极高且性能稳定,外形小巧——所有这些对于我们的 WATonoTruck 开发都至关重要。”
Amir K,教授兼主任
Fraunhofer IOSB
“在不久的将来,自主式大型机器人将彻底改变建筑行业。”
WarnowstromerAI 自动渡轮项目标志
WarnowstromerAI
“Ekinox Micro 是推进城市地区自主航运的最佳传感器设备。”
WarnowstromerAI 团队

探索其他自主工业应用

了解我们的先进惯性导航系统和运动传感器如何改变广泛的自动驾驶车辆应用。从地面机器人到水下航行器,我们的解决方案在多样化且具有挑战性的环境中实现精确、可靠的性能。探索我们如何凭借尖端解决方案支持自主技术的演进。


您有疑问吗?

自主施工是一个快速发展的领域,您可能对如何在您的项目中最好地利用这些技术有疑问。 我们的常见问题解答部分提供了清晰简洁的答案。 它涵盖了自主施工、惯性系统及其在实践中的应用。

AHRS 和 INS 之间有什么区别?

姿态航向参考系统 (AHRS) 与惯性导航系统(INS)之间的主要区别在于其功能以及它们所提供数据的范围。

 

AHRS 提供方向信息,具体为车辆或设备的姿态(俯仰角、横滚角)和航向(偏航角)。它通常结合使用陀螺仪、加速度计和磁力计等传感器来计算和稳定方向。AHRS 输出三个轴(俯仰、横滚和偏航)的角度位置,使系统能够了解其在空间中的方向。它广泛应用于航空、无人机、机器人和海洋系统中,以提供精确的姿态和航向数据,这对于车辆控制和稳定至关重要。

 

INS 不仅提供方向数据(如 AHRS),还跟踪车辆随时间推移的位置、速度和加速度。它使用惯性传感器来估计 3D 空间中的运动,而无需依赖 GNSS 等外部参考。它结合了 AHRS 中的传感器(陀螺仪、加速度计),但也可能包括更高级的位置和速度跟踪算法,通常与 GNSS 等外部数据集成以提高精度。

 

总而言之,AHRS 侧重于方向(姿态和航向),而 INS 提供全套导航数据,包括位置、速度和方向。

什么是实时动态定位技术?

实时动态 (RTK) 是一种精确的卫星导航技术,用于提高从全球导航卫星系统 (GNSS) 测量中获取的位置数据的准确性。它广泛应用于测绘、农业和自动驾驶汽车导航等领域。

 

通过使用接收 GNSS 信号并高精度计算其位置的基准站。然后,它将校正数据实时传输到一个或多个流动站。流动站使用这些数据来调整其 GNSS 读数,从而提高其定位精度。

 

RTK 通过实时校正 GNSS 信号提供厘米级精度。这比通常提供几米以内精度的标准 GNSS 定位要精确得多。

 

基准站的校正数据通过无线电、蜂窝网络或互联网等各种通信方式发送给流动站。这种实时通信对于在动态作业期间保持精度至关重要。

自主建造系统中的地理配准是什么?

自主施工系统中的地理参考是指将地图、模型或传感器测量值等施工数据与真实世界地理坐标进行对齐的过程。这确保了由无人机、机器人或重型设备等自主机器收集或生成的所有数据都能准确地定位在全局坐标系(如纬度、经度和高程)中。

 

在自动施工的背景下,地理参考(georeferencing)对于确保机械在大型施工现场高精度作业至关重要。它利用基于卫星的定位技术(例如 GNSS [全球导航卫星系统]),将项目与真实世界的地理位置关联起来,从而实现对建筑物、材料和设备的精准定位。

 

地理配准支持挖掘、平整或材料沉积等任务的自动化和精确控制,从而提高效率、减少错误并确保施工符合设计规范。它还有助于进度跟踪、质量控制以及与地理信息系统 (GIS) 和建筑信息模型 (BIM) 的集成,从而增强项目管理。

 

什么是 INS?

一个 INS (惯性导航系统) 是一种自主导航解决方案,它仅使用惯性传感器来确定平台的位置、姿态和速度——通常包括:

  • 加速度计(测量线性加速度)
  • 陀螺仪(测量角旋转)

它是如何工作的?

陀螺仪跟踪平台的旋转情况(横滚、俯仰、偏航)。加速度计测量沿三个轴的运动。导航滤波器(通常是 卡尔曼滤波器)随时间对这些测量值进行积分,以计算出:

  • 位置 (x, y, z)
  • 速度
  • 姿态(方向)

主要特点

  1. 完全自主:无需外部信号即可运行
  2. 高更新率:通常每秒数百或数千次测量
  3. 在任何环境中运行:可在地下、水下、室内以及无 GPS 环境中工作
  4. 精度取决于传感器等级:从 消费级 IMU 到战术级和导航级 INS

常见应用

  • 航空航天与国防:导弹、无人机、巡飞弹药、装甲车
  • 海洋:AUV、USV、船舶、水文系统
  • 地面机器人:自动驾驶汽车、SLAM、AGV
  • 测量与制图:移动测量系统、LiDAR
  • 工业应用:稳定,运动跟踪