Un'iniziativa finanziata dall'UE ha sviluppato un sistema di posizionamento e navigazione a basso costo per sistemi aerei senza equipaggio (UAS). Utilizzando più antenne, il dispositivo si basa su componenti standard e algoritmi avanzati di fusione dei dati.

Gli UAS hanno suscitato un crescente interesse per l'uso in agricoltura, sicurezza pubblica, città intelligenti, gestione sostenibile delle risorse, e molte altre aree. Ora c'è una forte richiesta di un prezzo accessibile, sistema affidabile in grado di fornire stime di assetto e posizione per questi dispositivi.

Il progetto GLAD-2 di Horizon 2020, finanziato dall'UE, ha risposto a questa esigenza, sviluppo di un sistema di navigazione e determinazione dell'assetto a basso costo. Questo sistema calcola i dati di basso livello ricevuti tramite un sistema globale di navigazione satellitare (GNSS) multi-antenna.

Il lavoro ha previsto un'analisi approfondita di algoritmi, riprogettazione hardware e software, perfezionamento esaustivo e ripetuti test sul campo. "Abbiamo creato una piattaforma a basso costo che può essere adattata alle diverse esigenze degli utenti attraverso un'attenta selezione e valutazione di componenti commerciali standard e l'implementazione di algoritmi avanzati di fusione dei dati, ", afferma la coordinatrice del progetto Esther López dell'azienda tecnologica spagnola Acorde.

Più "è meglio

I ricercatori hanno utilizzato i ricevitori GNSS a basso costo, insieme alla fusione avanzata dei dati con un'unità di misura inerziale, e dati del barometro per migliorare l'atteggiamento e la posizione degli UAS in ambienti GNSS difficili. Il sistema ha inoltre evitato l'uso di magnetometri, rendendolo immune ai campi magnetici, e eliminando la necessità di calibrazione del sistema quando l'ambiente magnetico viene modificato.

Gli ingegneri hanno selezionato diverse antenne GNSS e ne hanno misurato le prestazioni in base a criteri tecnici ed economici. Un approccio multi-antenna ha permesso agli UAS di prendere direzioni precise senza subire i soliti problemi inerenti ai magnetometri. "L'uso di più antenne aiuterà a migliorare il posizionamento, mentre l'inclusione di un barometro ridurrà il tempo di ripristino in caso di interruzioni del segnale GNSS, " spiega López.

La commercializzazione del sistema è stata condotta in parallelo con l'armonizzazione delle normative in Europa favorendo così questa nicchia di mercato, particolarmente in applicazioni sensibili alle interferenze magnetiche. Regolamento, analisi di mercato e feedback da terze parti hanno aiutato a definire i requisiti relativi ai vincoli elettrici e meccanici, definizioni di interfaccia e software.

A buon mercato, preciso e affidabile

La riuscita fusione di GNSS e dati inerziali ha consentito una navigazione accurata e affidabile. Secondo López:"I sensori inerziali forniscono un'eccellente risposta dinamica a velocità di trasmissione dati molto elevate, mentre il GNSS funge da riferimento assoluto per prevenire la deriva. Inoltre, le misurazioni differenziali della fase della portante GNSS possono essere utilizzate per ottenere una grande precisione nell'orientamento utilizzando la configurazione multi-antenna."

GLAD-2 ha ottenuto con successo la commercializzazione di un sistema di navigazione a basso costo basato sulla fusione di sensori e una piattaforma multi-antenna. Ciò è culminato nel marchio di certificazione di Conformità Europea (CE) a seguito del corrispondente processo di certificazione. Il marchio CE indica la conformità alla salute, sicurezza, e standard di protezione ambientale per i prodotti venduti all'interno dello Spazio economico europeo.

Il risultato finale è un prodotto altamente competitivo rivolto al settore low cost del mercato dei sistemi di navigazione. "Grazie alla sua flessibilità, il sistema soddisfa le esigenze di un'ampia gamma di utenti, non solo negli UAS, ma anche in applicazioni in ambienti terrestri e marittimi, " precisa López.