Fraunhofer-Institut
Fraunhofer IOSB und SBG Systems Zusammenarbeit
"Autonome Großroboter werden schon bald die Bauindustrie revolutionieren und die Effizienz und Innovation verändern." | Florian OLLIER, Marketingleiter SBG Systems
Fraunhofer, eine renommierte deutsche Forschungsorganisation, ist ein Pionier der Innovation in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Bereichen.
Fraunhofer, eine renommierte deutsche Forschungsorganisation, ist ein Pionier der Innovation in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Bereichen. Innerhalb des ausgedehnten Netzwerks von 76 Instituten sticht das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB durch seine bahnbrechenden Arbeiten im Bereich autonomer mobiler Robotersysteme hervor.
Diese Fallstudie untersucht die Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IOSB und SBG Systems und konzentriert sich auf die Integration unserer Inertialsensoren in autonome Baufahrzeuge.
Umgestaltung der Bautechnik
Autonome Systeme sind für Aufgaben, die für den Menschen gefährlich, schwierig oder monoton sind, unverzichtbar geworden.
Die Forschungsgruppe Autonome Robotersysteme des Fraunhofer IOSB hat sich auf die Entwicklung autonomer Baufahrzeuge spezialisiert, vom Bagger für unstrukturierte Umgebungen bis hin zum Unimog, der einen Muldenkipper zieht, um das Erdreich von der Baustelle abzutransportieren.
Autonome Fahrzeuge müssen ihre Umgebung verstehen und eine 3-D-Karte erstellen, um ihren Standort zu bestimmen. Sie nutzen Daten von Sensoren, um herauszufinden, wie sie sich in ihrer Umgebung bewegen können.
Eine stolze Zusammenarbeit
Um echte Autonomie in Baufahrzeugen zu erreichen, sind genaue und zuverlässige Sensoren entscheidend. Diese Sensoren müssen Echtzeitdaten für die Umgebungswahrnehmung, Kartierung und Navigation liefern.
Das Fraunhofer IOSB benötigte einen Lieferanten, der leistungsstarke Inertialsensoren liefern konnte, um die Fähigkeiten seiner autonomen Baufahrzeuge zu verbessern.
Wir sind stolz auf die Zusammenarbeit mit dem angesehenen Fraunhofer-Institut, das für seine Innovationen bekannt ist. Das Fraunhofer IOSB hat mehrere unserer Produkte auf verschiedenen Plattformen eingesetzt.
Umsetzung
Eine bemerkenswerte Anwendung ist die Integration unseres Trägheitssensors Ekinox in einen autonomen Bagger, der Erdreich abtragen kann.
Ekinox spielte eine Schlüsselrolle bei der Erfassung der Bewegungs- und Orientierungsdaten des Fahrzeugs, die eine präzise Kartierung der Umgebung in Echtzeit ermöglichten.
Diese Daten, kombiniert mit fortschrittlichen, von Fraunhofer-Forschern entwickelten Algorithmen, ermöglichten eine präzise Wahrnehmung, Kartierung und Navigation.
Ergebnisse
- Autonomer Aushub/ Autonomer Bodenabtrag: Der mit SBG Systems' Ekinox Micro ausgestattete Bagger erreichte ein hohes Maß an Autonomie bei Bodenabtragsaufgaben. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Trägheitssensors trugen zur Fähigkeit des Fahrzeugs bei, in unstrukturierten Umgebungen selbstständig zu arbeiten.
- Bergung von Fässern: Der autonome Bagger bewies seine Vielseitigkeit, indem er seine Fähigkeiten auf die Bergung von Fässern ausweitete. Er war in der Lage, verschiedene Aufgaben innerhalb seines Einsatzbereichs zu erfüllen.
- Unimog-Einsatz: Das Fraunhofer IOSB baut den Unimog derzeit zu einem Roboter um, der einen Kippanhänger zum Abtransport von Erdreich von der Baustelle zieht. SBG SystemsInertialsensoren treiben die autonome Pipeline an, die die Effizienz und Sicherheit des Betriebs erhöhen soll.
In wenigen Worten
Die Partnerschaft zwischen dem Fraunhofer IOSB und SBG Systemszeigt, wie fortschrittliche Sensortechnologie und innovative Forschung zu bedeutenden Fortschritten führen können.
Die Integration fortschrittlicher IMUs in selbstfahrende Baufahrzeuge verbessert nicht nur das, was Maschinen heute können, sondern öffnet auch die Tür für aufregende zukünftige Veränderungen in der autonomen Robotik.
Das Fraunhofer IOSB und SBG Systems arbeiten gemeinsam daran, die Grenzen der autonomen Technologie zu erweitern.
Ekinox Micro
Ekinox Micro kombiniert einen hochleistungsfähigen MEMS-Trägheitssensor mit einem GNSS-Empfänger mit Vierfachkonstellation und mehreren Frequenzen, um selbst in den anspruchsvollsten Anwendungen eine unübertroffene Genauigkeit zu gewährleisten.
Ekinox Micro wurde für den Betrieb unter härtesten Bedingungen entwickelt und entspricht den militärischen Standards, was ihn zur idealen Wahl für alle missionskritischen Anwendungen macht.
Fordern Sie ein Angebot an für Ekinox Micro
Haben Sie noch Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den von uns vorgestellten Anwendungen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie uns gerne direkt kontaktieren!
Was ist eine Nutzlast?
Als Nutzlast wird jede Ausrüstung, jedes Gerät oder Material bezeichnet, das ein Fahrzeug (Drohne, Schiff ...) mit sich führt, um seinen Zweck über die Grundfunktionen hinaus zu erfüllen. Die Nutzlast ist von den für den Betrieb des Fahrzeugs erforderlichen Komponenten wie Motoren, Batterie und Rahmen getrennt.
Beispiele für Nutzlasten:
- Kameras: Hochauflösende Kameras, Wärmebildkameras...
- Sensoren: LiDAR, hyperspektrale Sensoren, chemische Sensoren...
- Kommunikationsausrüstung: Funkgeräte, Signalverstärker...
- Wissenschaftliche Instrumente: Wettersensoren, Luftprobennehmer...
- Andere spezielle Ausrüstung
Was ist GNSS-Post-Processing?
GNSS-Post-Processing (PPK) ist ein Ansatz, bei dem die von einem GNSS-Empfänger aufgezeichneten GNSS-Rohdatenmessungen nach der Datenerfassung verarbeitet werden. Sie können mit anderen Quellen von GNSS-Messungen kombiniert werden, um die vollständigste und genaueste kinematische Trajektorie für diesen GNSS-Empfänger zu erstellen, selbst in den schwierigsten Umgebungen.
Bei diesen anderen Quellen kann es sich um lokale GNSS-Basisstationen am oder in der Nähe des Datenerfassungsprojekts oder um bestehende kontinuierlich arbeitende Referenzstationen (CORS) handeln, die in der Regel von staatlichen Stellen und/oder kommerziellen CORS-Netzbetreibern angeboten werden.
Eine Post-Processing Kinematic (PPK)-Software kann frei verfügbare GNSS-Satellitenbahn- und Uhrzeitinformationen nutzen, um die Genauigkeit weiter zu verbessern. PPK ermöglicht die präzise Bestimmung des Standorts einer lokalen GNSS-Basisstation in einem absoluten globalen Koordinatenreferenzrahmen, der verwendet wird.
PPK-Software kann auch komplexe Transformationen zwischen verschiedenen Koordinatenreferenzrahmen zur Unterstützung von technischen Projekten unterstützen.
Mit anderen Worten: Sie ermöglicht den Zugriff auf Korrekturen, verbessert die Genauigkeit des Projekts und kann sogar Datenverluste oder Fehler während der kartographie oder der Installation nach dem Einsatz beheben.
Was ist GNSS im Vergleich zu GPS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.
GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. Es umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, während GPS nur eines dieser Systeme ist.
Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen seine Grenzen haben kann.
GNSS steht für die umfassendere Kategorie der Satellitennavigationssysteme, einschließlich GPS und anderer Systeme, während GPS ein spezielles, von den Vereinigten Staaten entwickeltes GNSS ist.
Akzeptiert INS Eingaben von externen Hilfssensoren?
Die Trägheitsnavigationssysteme unserer Firma akzeptieren Eingaben von externen Hilfssensoren, wie z.B. Luftdatensensoren, Magnetometer, Odometer, DVL und andere.
Diese Integration macht das INS äußerst vielseitig und zuverlässig, insbesondere in Umgebungen, in denen kein GNSS verfügbar ist.
Diese externen Sensoren verbessern die Gesamtleistung und Genauigkeit des INS , indem sie zusätzliche Daten liefern.
Was ist der Unterschied zwischen IMU und INS?
Der Unterschied zwischen einer Trägheitsmesseinheit (IMU) und einem Trägheitsnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.
Eine IMU (Inertialmesseinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen gemessen werden. Sie liefert Informationen über rollen, nicken, Gieren und Bewegung, berechnet aber keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell dafür ausgelegt, wichtige Daten über Bewegung und Orientierung für die externe Verarbeitung zur Bestimmung von Position oder Geschwindigkeit zu übermitteln.
Ein INS (Trägheitsnavigationssystem) hingegen kombiniert IMU Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es beinhaltet Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.
Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist, wie z. B. bei militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.
