Cobham Aviator UAV 200
Ellipse compatible avec le système de communication par satellite Cobham
La compatibilité entre Ellipse-D et Aviator UAV 200 est affirmée par le CNES pour le Pointage d'Antennes. "Le Ellipse-D INS de SBG présente une compacité remarquable qui permettra aux industriels du drone d'améliorer et de développer les services qu'ils proposent ; c'est le savoir-faire français à la pointe de l'innovation." - L'équipe du centre Cesars du CNES
Le CNES, également appelé Centre national d'études spatiales, est une agence française dédiée aux études spatiales. Il est placé sous la tutelle des ministères de l'économie, de la défense et de la recherche.
Le centre CESARS du CNES facilite l'accès aux communications par satellite
L'une de ses missions est d'élaborer, de présenter et d'exécuter le programme spatial français pour le gouvernement national. Le CNES se concentre sur 5 domaines stratégiques : Ariane (lanceurs), Sciences, Observation, Télécommunications et Défense.
Le CNES a créé le centre CESARS afin de diffuser et d'accroître l'utilisation des télécommunications par satellite dans tout nouveau type d'application.
CESARS accueille librement des entreprises, des laboratoires, des collectivités, pour leur donner des conseils, des retours d'expérience sur les technologies, les assister en réalisant des tests, et en leur donnant accès à la plateforme technique en elle-même, y compris le matériel.
Une solution combinée pour un meilleur contrôle en temps réel de la navigation des drones
L'équipe CESARS a l'habitude de tester et de vérifier l'équipement sur le terrain avant de poursuivre un projet. Ici, l'objectif était de confirmer la compatibilité entre l'AVIATOR UAV 200 de Cobham et SBG Systems'Ellipse-D Inertial Navigation System.
Ellipse -D est un système de navigation inertielle miniature à double antenne qui fournit des données de navigation et d'orientation extrêmement précises, même dans les environnements les plus difficiles.
Comme tous les capteurs de SBG, Ellipse-D INS /GNSS est largement testé et calibré de -40°C à 85°C pour garantir des performances optimales.
L'AVIATOR UAV 200 est un terminal Satcom compact tout-en-un (antenne et modem) qui s'intègre dans un petit drone. Il permet la connexion entre un drone et un satellite, qui sert d'intermédiaire entre le drone et le contrôle au sol.
La solution de Cobham transmet des informations, comme des vidéos, du drone au contrôle au sol à un débit très faible (200kbps). L'AVIATOR UAV 200 permet au drone de voler plus longtemps et plus loin de la salle de contrôle grâce à la communication BLOS (Beyond Line of Sight).
Comment travaillent-ils ensemble ?
Le capteur inertiel envoie des données de roulis, tangage, de lacet, de cap et de position au drone AVIATOR 200. Nous utilisons ces données pour orienter le faisceau de l'antenne du drone AVIATOR 200 vers un satellite de télécommunication et le suivre avec précision.
Par la suite, cela contribue à maintenir une transmission de données optimale. Plus le pointage de l'antenne est précis, plus la liaison satellite sera stable.
Ellipse -D INS /GNSS fournit un cap précis et fiable au moment du démarrage, grâce à son récepteur GNSS à double antenne, essentiel pour ces applications. Le capteur INS fournit des données de mouvement et de position pour aider le drone AVIATOR 200 à maintenir la liaison satellite pendant le vol.
En cas de spoofing, le INS aidera à maintenir un cap robuste grâce au filtre de Kalman étendu.
Essais stationnaires et en mouvement en configuration au sol
En octobre 2020, le CNES a effectué quelques tests au sein du CST (Centre spatial de Toulouse).
Dans un premier temps, le matériel et le logiciel ont été pris en main dans le laboratoire. Le matériel a ensuite été intégré dans le camion Oscar (OSCAR est un " laboratoire mobile " sur lequel les antennes OTM sont installées et testées, sur les routes).
Après avoir vérifié le bon fonctionnement en mode stationnaire, des tests OTM au sein du CNES ont été réalisés pour attester de la compatibilité entre le capteur inertiel et le terminal.
Configuration de l'équipement
Lors du test en mode stationnaire en laboratoire, le CNES a utilisé le logiciel sbgcenter fourni avec le Ellipse-D INS /GNSS pour configurer l'équipement afin qu'il corresponde au mieux à leur application.
Ce logiciel fournit différents profils de mouvement pour ajuster le paramètre du filtre de Kalman étendu et fournir les meilleures performances pour les conditions d'utilisation.
Paramètres choisis sur le logiciel sbgCenter :
- Choix du profil : "general purpose". Il était le plus adapté au comportement du camion Oscar. Pour une intégration sur un drone, il faut choisir un profil drone.
- Configuration des 2 antennes GNSS : elles doivent être à plus de 45 cm du terminal Cobham, et dans un "environnement" similaire (suffisamment proche, pas d'obstacles entre elles, doivent subir la même dynamique).
- Alignement du véhicule par rapport à l'unité de contrôle introduite (dans notre cas, ils sont orientés le long du même axe).
- Si d'autres capteurs sont placés sur le support, ils peuvent également être saisis (tube de Pitot, accéléromètre...).
- Le port com A du Ellipse-D INS /GNSS (le "main") est connecté au PC pour visualiser les informations reçues sur le sbgcenter. Le port E est connecté au terminal Cobham. Les deux sont configurés à 115200 bauds.
- En ce qui concerne la sortie des données, la fréquence de transmission des messages AT_ITINS doit être de 50 Hz au maximum.
Intégration et test OTM
Deux tests "On-The-Move" ont été effectués sur le même circuit. Le circuit de test comprend des lignes droites et des ronds-points et la vitesse maximale pour le parcourir était de 30km/H
Le premier test a révélé que des ajustements de paramètres étaient nécessaires, en particulier la fréquence de transmission qui était réglée à un niveau trop élevé. Lors du second test, la connexion est restée stable, même lors des changements de direction, validant ainsi les réglages.
Le ping est passé correctement, et les latences les plus longues observées sont celles qui suivent un passage près d'un bâtiment (masquage possible de la LOS). Sur l'interface Aviator UAV 200, tout fonctionne (niveau de signal >50dbHz, fix GPS). En enregistrant les sessions de test, les séquences peuvent être rejouées sur le SBGcenter à travers différentes options :
- Vue de la position : Elle montre une figure avec des animations où vous pouvez suivre la trajectoire du véhicule.
- Vue du cockpit : Interface utilisateur graphique avec visualisation des données d'attitude du transporteur.
Conclusion
Après tous ces tests, l'équipe du centre Cesars du CNES est arrivée à la conclusion que SBG Systems'Ellipse-D La centrale de navigation inertielle est compatible avec le terminal Cobham Aviator UAV 200, en configuration "sol".
Ce test concluant apporte un large panel d'opportunités aux utilisateurs de drones.
Ellipse-D
Le Ellipse-D est un système de navigation inertielle intégrant une double antenne et une double fréquence RTK GNSS compatible avec notre logiciel de post-traitement Qinertia.
Conçu pour les applications robotiques et géospatiales, il peut fusionner l'entrée Odomètre avec Pulse ou CAN OBDII pour améliorer la précision de la navigation.
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Bienvenue dans notre section FAQ ! Vous y trouverez les réponses aux questions les plus courantes concernant les applications que nous présentons. Si vous ne trouvez pas ce que vous cherchez, n'hésitez pas à nous contacter directement !
Les drones utilisent-ils le GPS ?
Les véhicules aériens sans pilote (UAV), communément appelés drones, utilisent généralement la technologie du système mondial de localisation (GPS) pour la navigation et le positionnement.
Le GPS est un élément essentiel du système de navigation d'un drone. Il fournit des données de localisation en temps réel qui permettent au drone de déterminer sa position avec précision et d'exécuter diverses tâches.
Ces dernières années, ce terme a été remplacé par le nouveau terme GNSS (Global Navigation Satellite System). GNSS désigne la catégorie générale des systèmes de navigation par satellite, qui englobe le GPS et divers autres systèmes. En revanche, le GPS est un type spécifique de GNSS développé par les États-Unis.
Comment contrôler les délais de sortie dans les opérations de drone ?
Le contrôle des retards de sortie dans les opérations des drones est essentiel pour garantir des performances réactives, une navigation précise et une communication efficace, en particulier dans les applications de défense ou critiques.
La latence de sortie est un aspect important dans les applications de contrôle en temps réel, où une latence de sortie élevée pourrait dégrader les performances des boucles de contrôle. Notre logiciel embarqué INS a été conçu pour minimiser la latence de sortie : une fois que les données du capteur sont échantillonnées, le filtre de Kalman étendu (EKF) effectue de petits calculs en temps constant avant que les sorties ne soient générées. Généralement, le délai de sortie observé est inférieur à une milliseconde.
La latence de traitement doit être ajoutée à la latence de transmission des données si l'on veut obtenir le délai total. Ce temps de latence varie d'une interface à l'autre. Par exemple, un message de 50 octets envoyé sur une interface UART à 115200 bps prendra 4 ms pour une transmission complète. Envisagez des vitesses de transmission plus élevées pour minimiser la latence de sortie.
Qu'est-ce que la géolocalisation par drone ?
Le géofencing des drones est une barrière virtuelle qui définit des limites géographiques spécifiques à l'intérieur desquelles un véhicule aérien sans pilote (UAV) peut opérer.
Cette technologie joue un rôle essentiel dans l'amélioration de la sûreté, de la sécurité et de la conformité des opérations de drones, en particulier dans les zones où les activités de vol peuvent présenter des risques pour les personnes, les biens ou l'espace aérien réglementé.
Dans des secteurs tels que les services de livraison, la construction et l'agriculture, le geofencing permet de s'assurer que les drones opèrent dans des zones sûres et légales, en évitant les conflits potentiels et en améliorant l'efficacité opérationnelle.
Les forces de l'ordre et les services d'urgence peuvent utiliser le geofencing pour gérer les opérations des drones lors d'événements publics ou d'urgences, en s'assurant que les drones ne pénètrent pas dans des zones sensibles.
Le géofencing peut être utilisé pour protéger la faune et les ressources naturelles en limitant l'accès des drones à certains habitats ou zones de conservation.
Qu'est-ce qu'une charge utile ?
Une charge utile désigne tout équipement, dispositif ou matériel qu'un véhicule (drone, navire...) transporte pour remplir l'objectif qui lui est assigné au-delà des fonctions de base. La charge utile est distincte des composants nécessaires au fonctionnement du véhicule, tels que ses moteurs, sa batterie et son châssis.
Exemples de charges utiles :
- Caméras : caméras haute résolution, caméras thermiques...
- Capteurs : LiDAR, capteurs hyperspectraux, capteurs chimiques...
- Matériel de communication : radios, répéteurs de signaux...
- Instruments scientifiques : capteurs météorologiques, échantillonneurs d'air...
- Autres équipements spécialisés
