Posisjonering av utendørs autonome applikasjoner

Unøyaktig posisjonering er en potensiell feilkilde. En rekke bruksområder innen landbruk, bygg og anlegg, geologi og robotteknologi samt katastrofeovervåking kan imidlertid bare realiseres hvis man har den nødvendige presisjonen. Real-Time Kinematic (RTK) er i ferd med å bli en økonomisk attraktiv teknologi som muliggjør posisjonering, med høy presisjon ned til ca. 2 cm i sanntid.

Enormt potensiale

Denne typen posisjonering har et enormt potensial for å øke effektiviteten og spare ressurser, men er samtidig en ekstremt kompleks teknologi. Sammen med Wireless Competence Centre har Rutronik System Solutions tatt tak i dette problemet og utviklet RAB4, et adapterkort for RTK-applikasjoner som gir bedrifter rask tilgang til denne banebrytende teknologien.

Fra idé til ferdig kort

Distributøren Rutronik har i flere år vært klar over den høye relevansen av sanntidskinematikk og dens positive innflytelse på målapplikasjoner og markeder som AGV-er, droner, roboter og smart landbruk. Rutronik Wireless Competence Centre tilbyr ikke bare de nyeste toppmoderne løsningene med produkter fra

Unicore Communication, men også individuell produkt- og systemrådgivning, der antennekonsepter, strømforsyninger og radiodataoverføring av korreksjonsverdier står i fokus. Rutronik kan trekke på porteføljen til rundt 250 andre elektronikkleverandører og dermed sette sammen et komplett GNSS-system fra én og samme leverandør for hver enkelt applikasjon - fra Xeon-serveren med høy ytelse og skybasert enhetsadministrasjon med valgfrie geofencingregler til status-LEDen.

Utprøving av RTK

Rutronik System Solution har utviklet RAB4 i nært samarbeid med Rutronik Wireless divisjonen. Dette for å hjelpe kunder, som kunne tenke seg en RTK-løsning for sine bruksområder, og som også er usikre på kompleksiteten i et tilsvarende system. RAB4 er et adapterkort som kan brukes til raskt å teste ytelsen til teknologien uten å måtte utvikle egen maskinvare. Kortet vil kunne reduserer tiden og kostnadene i utviklingsfasen, og applikasjonene blir raskere tilgjengelig på markedet («time to market»).

Kombineres med utviklingskort

En annen fordel med RAB4 er at den enkelt kan kombineres med andre utviklingskort fra Rutronik System Solutions, for eksempel RDK3, takket være Arduino-grensesnittet. Sammen med RDK3 er det for eksempel mulig med relativ posisjonering ved hjelp av en Bluetooth Low Energy-tilkobling.

Hva utviklerens hjerte begjærer

Kjerneelementene i RAB4 inkluderer UM980 GNSS-modulen fra Unicore, en høypresisjons RTK-posisjoneringsmodul med flere konstellasjoner/multifrekvenser basert på GNSS SoC NebulasIV. Den støtter alle tilgjengelige konstellasjoner og frekvenser (GPS/BDS/GLONASS/Galileo/QZSS). Med en oppdateringsfrekvens på 50 Hz støtter modulen PPP, inkludert E6 HAS og BDS B2b. Øyeblikkelig RTK-initialiseringsteknologi, 60 dB avvisning og deteksjon av smalbåndsinterferens og Heading2 og svært nøyaktig SA-posisjoneringsteknologi sikrer en stabil og rask tilkobling.

Kommunikasjon

For å kunne utnytte RTK-teknologien fullt ut og uavhengig av hverandre, kreves det en internettforbindelse, noe som muliggjøres av det andre kjerneelementet, Telit Cinterion LTE C1 ThreadX GNSS-modul med 2G/3G fallback. Dette modulet tilbyr en 3GPP rel10-plattform og er allerede designet for MTC-funksjoner i henhold til 3GPP Rel.12. Den gjør det enkelt å integrere med eksterne enheter og aktuatorer via USB 2.0 HS, UART og tilpassbare GPIOer. De integrerte TCP/IP- og UDP/IP-stakkene sikrer rask og uavbrutt dataoverføring.

Distributøren leverer til og med SIM-kortet som kreves for den integrerte NanoSIM Card Connector fra JAE (med 100 MB datavolum), slik at utviklerne kan sette kortet i drift umiddelbart.

Antenneløsninger

Tre ulike antenner fra 2J er forhåndsinstallert på RAB4 for å kunne teste hvilken modell som faktisk er relevant for det planlagte bruksområdet under forhåndsutviklingen:

• Mobil 4G LTE/3G/2G MIMO Magnetic Mount Antenna (2J6924MA): Den doble kabelantennen er spesialutviklet og innstilt for trådløs MIMO-teknologi, og er i stand til å sende og motta mer enn ett datasignal samtidig. Med IP67/IP69-beskyttelsesgrad er den også egnet for bruk i mer robuste miljøer, for eksempel landbruksmaskiner.
• GPS/GNSS/SBAS/RTK/L1/L2 kuppelantenne med magnetisk montering (2J7C01MC2F): Den imponerer med sin høye presisjon og nøyaktighet i centimeterområdet takket være kombinasjonen av Precise Point Positioning (PPP) L1 og L2 med RTK. Denne komponenten er et ideelt valg for land- og hydrografiske oppmålingsapplikasjoner, siden den bruker feilkorreksjon i sanntid samtidig som den opprettholder posisjoneringsdata med centimeternøyaktighet.
• GPS/GLONASS/BeiDou/QZSS/Galileo/IRNSS/L1/L5 Dome-antenne (2J7C01MC3F): Denne modellen er også utviklet for høy presisjon og avansert signaleringsteknologi, og dekker alle de viktigste GNSS-båndene. Den høytytende antennen imponerer med sitt lave strømforbruk (48 mW) og gjennomgående høye effektivitet. Også her muliggjør IP67/IP69-beskyttelsesklassen bruk i krevende miljøer.

Fra nisje- til massemarked

Frem til nå har RTK vært ansett som for komplisert og dyrt til å kunne brukes som et interessant alternativ for posisjonering utenfor nisjemarkeder som landbruk. I de kommende årene ser Rutronik en betydelig endring i valget av posisjoneringsteknologier.

RTK vil overta

RTK gjør det for eksempel mulig å sikre absolutt posisjonering av f.eks. landbruksmaskiner, AGV-er eller roboter, og gjør det mulig å realisere helt nye, (delvis) automatiserte applikasjoner. Dette aspektet, kombinert med den positive prisutviklingen, gjør det svært sannsynlig at RTK vil etablere seg som den eneste teknologien i de fremtidige markedene for Smart City, Smart Gardening og Smart Agriculture.

Også i bil

Rutronik forventer også at RTK i stor grad vil erstatte tidligere brukte teknologier i bilindustrien i løpet av de neste årene. Hver centimeter pluss eller minus utgjør en forskjell, spesielt når det gjelder utvidede smartbyløsninger, for eksempel intelligente parkeringssøk eller effektiv koordinering av utrykningskjøretøy.

Med den komplette pakken av kort og omfattende dokumentasjon, tilbyr Rutronik nå til interesserte kunder, en ekstremt forenklet tilgang til denne lovende teknologien, som muliggjør enklere utvikling av nye markedssegmenter.