Einbau von Präzisionslokalisierung in eine Drohnennutzlast - was wir gelernt haben

Es ist also klar, dass die Integration von Präzisionslokalisierung in eine Drohnennutzlast eine Herausforderung sein kann. Dies sind die Herausforderungen, an deren Lösung OXTS seit Jahren hart arbeitet, und unsere xRED Brettersatz GNSS/INS ermöglicht es den Betreibern von Drohnen, viele der Herausforderungen in Bezug auf die Genauigkeit zu überwinden, die mit der Integration von Präzisionslokalisierung in die Nutzlast einer Drohne verbunden sind. Aber selbst mit einem leistungsstarken Gerät wie dem xREDDie Integration in Ihre Drohne kann komplex sein.

In diesem Blog, wir sind über einige der praktischen Herausforderungen, die unser Team angetroffen im Laufe der Jahre Entwicklung von Lokalisierungslösungen für Drohnen. Wenn Sie sind die sich mit dem Bau von Drohnen-Nutzlasten beschäftigen, ist dieser Blog ein Pflichtlektüre.

Einbau einer Präzisionslokalisierung in eine Drohne - Lektion 1: Schwingungsdämpfung muss sorgfältig geplant werden

Jedes GNSS/INS erfordert ein gewisses Maß an Vibrationsdämpfung - aber bei der Installation in einer Drohne gibt es zusätzliche Komplexitätsebenen, die berücksichtigt werden müssen. Wenn Sie eine Präzisionslokalisierung in eine Drohne einbauen wollen, müssen Sie sich darüber im Klaren sein, dass Drohnen viel stärker vibrieren als andere Fahrzeuge! Hinzu kommt, dass kleinere GNSS/INS-Geräte - wie das xRED - anfälliger für Vibrationsstörungen sind als größere Geräte. Wenn Sie es also gewohnt sind, mit großen Geräten zu arbeiten, brauchen Sie mehr Dämpfung als Sie vielleicht erwartet haben!

Eine weitere Herausforderung ist, dass verschiedene Drohnen unterschiedliche Resonanzfrequenzen. Dies führt zu einem der wichtigsten Ratschläge, die wir jedem geben würden, der eine Drohnenortungslösung entwickelt: Stellen Sie sicher, dass Ihr Testmodell so genau wie möglich mit Ihrem Produktionsmodell übereinstimmt. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie zum Beispiel ein V2-Modell entwickeln und die V1 zum Testen der Lokalisierung verwenden möchten.

Um auf die Frage nach den Vibrationen zurückzukommen: Die einzige Lösung besteht darin, zu testen, zu testen und nochmals zu testen. Man kann nur feststellen, ob Vibrationen ein Problem darstellen, wenn man sich die Daten ansieht, was in den meisten Fällen erst nach einem Flug möglich ist. Es gibt keine Pauschallösung - Sie müssen nur die richtige Vibrationsdämpfung in Ihre Drohne einbauen.

Einbau einer Präzisionslokalisierung in eine Drohne - Lektion 2: Luftstromschutz schützt die Zeitsynchronisation

Beim Testen des xRED auf unserer Drohne entdeckten wir ein interessantes Problem: Wir erhielten RTK-Lock (die höchste Stufe der GNSS-Präzision) weit weniger als erwartet. 

Nach einigen Untersuchungen stellte sich heraus, dass die GNSS-Sensoren der Übeltäter waren. Ein Widerstand neben ihnen, der der Luft ausgesetzt war, verursachte eine Zeitdrift im System, die eine RTK-Ermittlung verhinderte. Wir installierten eine Abschirmung an den GNSS-Sensoren, und das Problem war behoben.

Viele GNSS/INS-Systeme, die in Drohnen zum Einsatz kommen, werden auf Leiterplatten (PCBs) und nicht in einem Gehäuse untergebracht sein. Es hat sich herausgestellt, dass der Luftstromschutz, den das Gehäuse bietet, einen messbaren Einfluss auf die Qualität der Daten hat, die das System produziert. Aus diesem Grund bieten wir nun standardmäßig einen Luftstromschutz für die xRED an.

Dies ist nur ein Beispiel für die Art von Herausforderungen, die sich während des Integrationsprozesses ergeben können. Viele lassen sich nicht vorhersehen und können nur durch sorgfältige Fehlersuche und Tests gelöst werden. Die Vertrautheit mit Ihren Systemen ist daher eine wesentliche Voraussetzung für die schnelle Lösung dieser Probleme.

Einbau einer Präzisionslokalisierung in eine Drohne - Lektion 3: Zielpeilung ist unerlässlich

Wenn Sie versuchen, so viel Genauigkeit wie möglich aus Ihrer Lokalisierungseinrichtung herauszuholen, können die kleinsten Optimierungen einen großen Unterschied machen. Insbesondere haben wir festgestellt, dass die Kalibrierung des Zielfernrohrs das Potenzial hat, das Spiel zu verändern, wenn es um LiDAR-Nutzlasten geht.

Unter Boresight-Kalibrierung versteht man den Prozess der genauen Ausrichtung der Koordinatenrahmen Ihres GNSS/INS und Ihres LiDAR-Scanners. Die Beseitigung eines Ausrichtungsfehlers von nur wenigen Zehntelgrad kann die Definition unserer Punktwolken drastisch erhöhen, den "Doppelblick"-Effekt, der bei einigen Punktwolken auftreten kann, beseitigen und einen Beitrag zur Präzisionslokalisierung einer Drohne leisten.

Die Bedeutung der Endoskopiekalibrierung hat uns veranlasst, die Entwicklung unserer Lösung für die Endoskopiekalibrierung ohne Ziel zu beschleunigen. Früher brauchte man zwei Ziele, die man zu Beginn einer Mission vermessen konnte, um eine Boresight-Kalibrierung durchzuführen. Jetzt können Sie dies tun, indem Sie zu Beginn Ihrer Vermessung beliebige ebene Flächen vermessen und dann die Kalibrierung mit dem integrierten Tool in OXTS Georeferencer durchführen.

Ein Großteil unserer Arbeit bei der Entwicklung unserer Lösungen erfolgte in Zusammenarbeit mit unseren Kunden. Und der Wert dieser Partnerschaft ist enorm - für beide Seiten. Unsere Kunden erhalten Zugang zu unseren Ingenieuren und Entwicklern, die speziell für sie an einer Lösung arbeiten. So erhalten sie genau die Lösung, die sie brauchen, und jemanden, der ihnen bei der Lösung auftretender Probleme helfen kann. 

Im Gegenzug erhält OXTS einen Partner, der bereit ist, an der Integration unserer Technologie in sein Produkt mitzuarbeiten. Die Herausforderungen, die wir gemeinsam entdecken und bewältigen, erhöhen das Niveau der Fachkenntnisse in unserem Unternehmen in einer Weise, die wir allein niemals erreichen könnten. Dieses Fachwissen fließt in unsere Produktentwicklungs- und Kundenserviceteams ein, um sicherzustellen, dass wir alle unsere Kunden weiterhin unterstützen können, damit ihre Projekte erfolgreich werden. 

Wir hoffen, dass dieser Blog Ihnen einige nützliche praktische Einblicke in die Herausforderungen bei der Integration von Präzisionslokalisierung in eine Drohne gegeben hat. Wenn Sie andere Herausforderungen haben, bei denen Sie Unterstützung benötigen, oder wenn Sie einen Partner suchen, der Sie bei der Entwicklung einer Lokalisierungslösung unterstützt, die Ihren Anforderungen entspricht, klicken Sie unten, um mit uns zu sprechen.