프라운호퍼 연구소
프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems 협업
"자율 주행 대형 로봇은 곧 건설 산업에 혁명을 일으켜 효율성과 혁신에 변화를 가져올 것입니다." | 플로리안 올리어, 마케팅 책임자 SBG Systems
독일의 저명한 연구 기관인 프라운호퍼는 다양한 과학 분야에서 혁신의 선구자 역할을 해왔습니다.
독일의 저명한 연구 기관인 프라운호퍼는 다양한 과학 분야에서 혁신의 선구자 역할을 해왔습니다. 76개 연구소로 구성된 광범위한 네트워크 내에서 프라운호퍼 광학, 시스템 기술 및 이미지 익스플로레이션 연구소 IOSB는 자율 이동 로봇 시스템 분야에서 획기적인 연구로 주목받고 있습니다.
이 사례 연구에서는 관성 센서를 자율 건설 차량에 통합하는 데 중점을 둔 프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems 간의 협업을 살펴봅니다.
건설 기술 재편
자율 시스템은 사람이 하기에는 위험하거나 어렵거나 단조로운 작업에 필수적인 요소가 되었습니다.
프라운호퍼 IOSB의 자율 로봇 시스템 연구 그룹은 비정형 환경을 위한 굴삭기부터 덤프트럭을 견인하여 건설 현장에서 흙을 제거하는 유니목에 이르기까지 자율 건설 차량 개발을 전문으로 합니다.
자율 차량은 환경을 이해하고 위치를 파악하기 위해 3D 지도를 만들어야 합니다. 그리고 센서에서 얻은 데이터를 사용하여 주변 환경에서 어떻게 움직여야 하는지 파악합니다.
자랑스러운 협업
건설 차량의 진정한 자율성을 달성하려면 정확하고 신뢰할 수 있는 센서가 중요합니다. 이러한 센서는 환경 인식, 매핑 및 내비게이션을 위한 실시간 데이터를 제공해야 합니다.
프라운호퍼 IOSB는 자율주행 건설 차량의 기능을 향상시키기 위해 고성능 관성 센서를 제공할 수 있는 공급업체가 필요했습니다.
우리는 혁신으로 유명한 프라운호퍼 연구소와 협력하게 되어 자랑스럽습니다. 프라운호퍼 IOSB는 다양한 플랫폼에서 여러 제품을 사용해 왔습니다.
구현
주목할 만한 응용 분야 중 하나는 토양을 제거할 수 있는 자율 굴삭기에 관성 센서( Ekinox )를 통합한 것입니다.
Ekinox 는 차량의 움직임과 방향 데이터를 캡처하여 실시간으로 환경을 정밀하게 매핑하는 데 핵심적인 역할을 했습니다.
이 데이터는 프라운호퍼 연구진이 개발한 고급 알고리즘과 결합되어 정밀한 인식, 매핑 및 내비게이션을 가능하게 했습니다.
결과
- 자율 굴착/ 자율 토양 제거: SBG Systems ' Ekinox Micro 을 장착한 굴삭기는 토양 제거 작업에서 높은 수준의 자율성을 달성했습니다. 관성 센서의 정확성과 신뢰성은 차량이 비정형 환경에서 독립적으로 작동할 수 있는 능력에 기여했습니다.
- 배럴 인양: 이 자율 굴착기는 배럴 인양까지 기능을 확장하여 다재다능함을 보여주었습니다. 이 굴착기는 작업 영역 내에서 다양한 작업을 수행할 수 있었습니다.
- 유니목 작업: 프라운호퍼 IOSB는 현재 유니목을 덤프 트레일러를 견인하는 로봇으로 개조하여 건설 현장에서 토사를 운반하는 작업을 진행 중입니다. SBG Systems관성 센서가 자율주행 파이프라인을 구동하여 작업의 효율성과 안전성을 향상시킬 것으로 기대됩니다.
몇 마디로 요약하면
첨단 센서 기술과 혁신적인 연구가 어떻게 상당한 발전을 이룰 수 있는지 보여주는 프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems' 파트너십
자율주행 건설 차량에 첨단 IMU를 통합하면 현재 기계가 할 수 있는 일을 개선할 뿐만 아니라 자율주행 로봇공학의 흥미로운 미래 변화를 위한 문을 열 수 있습니다.
프라운호퍼 IOSB와 SBG Systems 자율주행 기술의 경계를 확장하기 위해 협력합니다.
Ekinox Micro
Ekinox Micro 는 고성능 MEMS 관성 센서와 쿼드 컨스텔레이션, 다중 주파수 듀얼 안테나 GNSS 수신기를 결합하여 가장 까다로운 애플리케이션에서도 탁월한 정확도를 제공합니다.
Ekinox Micro 군용 표준 인증을 획득하여 가장 열악한 조건에서 작동하도록 설계되어 모든 미션 크리티컬 애플리케이션에 이상적인 선택이 될 수 있습니다.
견적 요청 Ekinox Micro
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페이로드란 무엇인가요?
페이로드는 차량(드론, 선박 등)이 기본 기능 외에 의도한 목적을 수행하기 위해 운반하는 모든 장비, 장치 또는 자재를 말합니다. 페이로드는 모터, 배터리 및 프레임과 같이 차량 작동에 필요한 구성 요소와는 별개입니다.
페이로드의 예:
- 카메라: 고해상도 카메라, 열화상 카메라...
- 센서: 라이다, 초분광 센서, 화학 센서...
- 통신 장비: 무전기, 신호 중계기...
- 과학 기기: 기상 센서, 공기 샘플러...
- 기타 특수 장비
GNSS 후처리란 무엇인가요?
GNSS 후처리 또는 PPK는 데이터 수집 활동 후에 GNSS 수신기에 기록된 원시 GNSS 데이터 측정값을 처리하는 접근 방식입니다. 이를 다른 GNSS 측정 소스와 결합하여 가장 까다로운 환경에서도 해당 GNSS 수신기에 가장 완벽하고 정확한 운동 궤적을 제공할 수 있습니다.
이러한 다른 소스는 데이터 수집 프로젝트의 로컬 GNSS 기지국 또는 일반적으로 정부 기관 및/또는 상업용 CORS 네트워크 제공업체에서 제공하는 기존의 지속적으로 운영되는 기준국(CORS)일 수 있습니다.
포스트 프로세싱 키네마틱(PPK) 소프트웨어는 무료로 제공되는 GNSS 위성 궤도 및 시계 정보를 활용하여 정확도를 더욱 향상시킬 수 있습니다. PPK를 사용하면 절대 글로벌 좌표 기준 프레임 데이텀에서 로컬 GNSS 기지국의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.
PPK 소프트웨어는 엔지니어링 프로젝트를 지원하기 위해 서로 다른 좌표 기준 프레임 간의 복잡한 변환도 지원할 수 있습니다.
즉, 수정에 액세스하고 프로젝트의 정확성을 높이며 매핑 또는 미션 후 설치 중에 데이터 손실이나 오류를 복구할 수도 있습니다.
GNSS와 GPS란 무엇인가요?
GNSS는 글로벌 네비게이션 위성 시스템, GPS는 글로벌 포지셔닝 시스템의 약자입니다. 이 용어는 종종 같은 의미로 사용되지만 위성 기반 내비게이션 시스템 내에서 서로 다른 개념을 나타냅니다.
GNSS는 모든 위성 항법 시스템을 통칭하는 용어이며, GPS는 특히 미국 시스템을 지칭합니다. 여기에는 보다 포괄적인 글로벌 커버리지를 제공하는 여러 시스템이 포함되며, GPS는 이러한 시스템 중 하나에 불과합니다.
GPS만으로는 위성 가용성 및 환경 조건에 따라 한계가 있을 수 있지만, GNSS는 여러 시스템의 데이터를 통합하여 정확도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다.
GNSS는 GPS 및 기타 시스템을 포함한 더 넓은 범주의 위성 항법 시스템을 의미하며, GPS는 미국에서 개발한 특정 GNSS입니다.
INS 에서 외부 보조 센서의 입력을 허용하나요?
당사의 관성 내비게이션 시스템은 공기 데이터 센서, 자력계, 주행 거리계, DVL 등과 같은 외부 보조 센서의 입력을 받아들입니다.
이러한 통합을 통해 INS 특히 GNSS가 지원되지 않는 환경에서 활용도와 안정성이 매우 높습니다.
이러한 외부 센서는 상호 보완적인 데이터를 제공하여 INS 의 전반적인 성능과 정확성을 향상시킵니다.
IMU 와 INS 의 차이점은 무엇인가요?
관성 측정 장치(IMU)와 관성 내비게이션 시스템(INS)의 차이점은 기능과 복잡성에 있습니다.
관성 측정 장치( IMU )는 가속도계와 자이로스코프로 측정한 차량의 선형 가속도 및 각속도에 대한 원시 데이터를 제공합니다. 롤, 피치, 요, 모션에 대한 정보를 제공하지만 위치나 내비게이션 데이터는 계산하지 않습니다. IMU 은 위치 또는 속도를 결정하기 위한 외부 처리를 위해 움직임과 방향에 대한 필수 데이터를 전달하도록 특별히 설계되었습니다.
반면 INS (관성 내비게이션 시스템)은 IMU 데이터와 고급 알고리즘을 결합하여 시간에 따른 차량의 위치, 속도 및 방향을 계산합니다. 센서 융합 및 통합을 위해 칼만 필터링과 같은 내비게이션 알고리즘을 통합합니다. INS 위치, 속도, 방향을 포함한 실시간 내비게이션 데이터는 GNSS와 같은 외부 위치 확인 시스템에 의존하지 않고도 제공됩니다.
이 내비게이션 시스템은 일반적으로 종합적인 내비게이션 솔루션이 필요한 애플리케이션, 특히 군용 무인항공기, 선박, 잠수함 등 GNSS를 사용할 수 없는 환경에서 사용됩니다.
