Une initiative financée par l'UE a développé un système de positionnement et de navigation à faible coût pour les systèmes aériens sans pilote (UAS). Utilisant plusieurs antennes, l'appareil est basé sur des composants standard et des algorithmes avancés de fusion de données.

Les UAS ont suscité un intérêt croissant pour une utilisation dans l'agriculture, la sécurité publique, Villes intelligentes, gestion durable des ressources, et bien d'autres domaines. Il y a maintenant une demande importante pour un prix abordable, système fiable qui peut fournir des estimations d'attitude et de position pour ces dispositifs.

Le projet Horizon 2020 GLAD-2 financé par l'UE a répondu à ce besoin, développer un système de détermination d'attitude et de navigation à faible coût. Ce système calcule les données de bas niveau reçues via un système mondial de navigation par satellite (GNSS) multi-antennes.

Le travail a consisté en une analyse approfondie des algorithmes, refonte matérielle et logicielle, raffinement exhaustif et essais répétés sur le terrain. « Nous avons créé une plate-forme à faible coût qui peut être adaptée aux différents besoins des utilisateurs grâce à une sélection et une évaluation minutieuses de composants commerciaux prêts à l'emploi et à la mise en œuvre d'algorithmes avancés de fusion de données, " déclare la coordinatrice du projet Esther López de la société de technologie espagnole Acorde.

Plus c'est mieux

Les chercheurs ont utilisé les récepteurs GNSS à faible coût, ainsi que la fusion de données avancée avec une unité de mesure inertielle, et des données barométriques pour améliorer l'attitude et la position des UAS dans des environnements GNSS difficiles. Le système a également évité l'utilisation de magnétomètres, le rendant insensible aux champs magnétiques, et la suppression du besoin d'étalonnage du système lorsque l'environnement magnétique est modifié.

Les ingénieurs ont sélectionné différentes antennes GNSS et mesuré leurs performances selon des critères techniques et économiques. Une approche multi-antennes a permis aux UAS de prendre des caps précis sans subir les problèmes habituels inhérents aux magnétomètres. « L'utilisation de plusieurs antennes contribuera à améliorer le positionnement, tandis que l'inclusion d'un baromètre réduira le temps de récupération en cas de panne de signal GNSS, " explique Lopez.

La commercialisation du système a été menée parallèlement à l'harmonisation des réglementations en Europe favorisant ainsi ce marché de niche, en particulier dans les applications sensibles aux interférences magnétiques. Régulation, l'analyse du marché et les retours d'expérience de tiers ont permis de définir les exigences concernant les contraintes électriques et mécaniques, définitions d'interfaces et logiciels.

Pas cher, précis et fiable

La fusion réussie des données GNSS et inertielles a permis une navigation précise et fiable. Selon López :« Les capteurs inertiels offrent une excellente réponse dynamique à des débits de données très élevés, tandis que le GNSS sert de référence absolue pour éviter la dérive. En outre, les mesures différentielles de phase de porteuse GNSS peuvent être utilisées pour obtenir une grande précision d'orientation en utilisant la configuration multi-antennes."

GLAD-2 a réussi à commercialiser un système de navigation à faible coût basé sur la fusion de capteurs et une plate-forme multi-antennes. Cela a abouti à la marque de certification de conformité européenne (CE) suite au processus de certification correspondant. Le marquage CE indique la conformité à la santé, sécurité, et les normes de protection de l'environnement pour les produits vendus dans l'Espace économique européen.

Le résultat final est un produit hautement compétitif destiné au secteur low-cost du marché des systèmes de navigation. "En raison de sa flexibilité, le système répond aux besoins d'un large éventail d'utilisateurs, non seulement dans les UAS, mais aussi dans des applications en environnements terrestres et maritimes, " fait remarquer Lopez.