Sistema di navigazione a basso costo per sistemi aerei senza pilota
Gli UAS hanno attirato un interesse crescente per l’utilizzo in agricoltura, sicurezza pubblica, città intelligenti, gestione sostenibile delle risorse e molti altri settori. Esiste ora una notevole domanda per un sistema economico e affidabile che sia in grado di fornire stime relative ad assetto e posizione per questi dispositivi. Il progetto di Orizzonte 2020 GLAD-2, finanziato dall’UE, ha affrontato questa esigenza sviluppando un sistema a basso costo per l’individuazione dell’assetto e per la navigazione. Questo sistema calcola dati di basso livello ricevuti attraverso un sistema globale di navigazione satellitare (GNSS) ad antenne multiple. Il lavoro ha comportato un’analisi approfondita degli algoritmi, la riprogettazione di hardware e software, la messa a punto completa e ripetuti collaudi sul campo. «Abbiamo creato una piattaforma a basso costo che può essere adattata alle esigenze di differenti utenti attraverso un’accurata 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. Di più è meglio I ricercatori hanno utilizzato i ricevitori GNSS a basso costo, insieme a una fusione dei dati avanzata con un’unità di misurazione inerziale e dati barometrici per migliorare l’assetto e la posizione degli UAS in ambienti GNSS difficili. Il sistema ha inoltre evitato il ricorso a magnetometri, rendendolo immune ai campi magnetici ed eliminando la necessità di calibrare il sistema quando cambia l’ambiente magnetico. Gli ingegneri hanno selezionato differenti antenne GNSS e hanno misurato le loro prestazioni sulla base di criteri tecnici ed economici. Un approccio ad antenne multiple ha consentito agli UAS di prendere rotte accurate senza subire i consueti problemi caratteristici dei magnetometri. «L’impiego di antenne multiple contribuirà a migliorare il posizionamento, mentre l’inserimento di un barometro ridurrà il tempo di ricupero in caso di interruzioni del segnale GNSS», spiega López. La commercializzazione del sistema è stata effettuata in parallelo con l’armonizzazione delle norme in Europa, promuovendo così questa nicchia di mercato, in particolare in applicazioni sensibili all’interferenza magnetica. Regolamentazione, analisi di mercato e riscontro da parte di terzi hanno aiutato a definire i requisiti riguardanti vincoli elettrici e meccanici, definizioni dell’interfaccia e software. Economica, accurata e affidabile Il successo della fusione di dati GNSS e dati inerziali ha reso possibile una navigazione precisa e affidabile. Secondo López: «I sensori inerziali forniscono una eccellente risposta dinamica a velocità di trasmissione dati molto elevate, mentre il GNSS funge da punto di riferimento assoluto per evitare la deriva. Inoltre, misurazioni differenziali della fase portante GNSS possono essere utilizzate per ottenere una grande precisione nell’orientamento attraverso l’uso della configurazione ad antenne multiple». GLAD-2 ha realizzato con successo la commercializzazione di un sistema di navigazione a basso costo basato sulla fusione di sensori e su una piattaforma ad antenne multiple. Questo processo si è concluso con la marcatura europea di conformità (CE), a seguito del corrispondente procedimento di certificazione. La marcatura CE indica la conformità agli standard di salute, sicurezza e protezione ambientale per i prodotti venduti all’interno dello Spazio economico europeo. Il risultato finale è un prodotto altamente competitivo, indirizzato al settore a basso costo del mercato dei sistemi di navigazione. «Grazie alla sua flessibilità il sistema soddisfa le esigenze di un’ampia gamma di utenti, non soltanto negli UAS, ma anche in applicazioni in ambienti terrestri e marini», fa notare López.
Parole chiave
GLAD-2, sistema globale di navigazione satellitare (GNSS), antenna, navigazione, sistema aereo senza pilota (UAS), assetto
