Qu'est-ce que le GPS RTK (positionnement cinématique en temps réel) ?

La technologie RTK (Real-Time Kinematic), initialement développée pour des applications industrielles, trouve une nouvelle utilité dans le secteur de l'entretien des pelouses, améliorant la précision et l'efficacité des tondeuses autonomes. Cette technologie permet à ces machines d'atteindre une précision centimétrique en navigation, ce qui en fait un élément essentiel pour les tondeuses intelligentes comme l' ANTHBOT Genie . Une telle précision est particulièrement importante pour des tâches telles que la tonte autonome, l'évitement d'obstacles et la création de motifs de tonte précis, garantissant ainsi une pelouse parfaitement tondue.

Dans ce blog, nous allons explorer les détails techniques du RTK, les différences entre les systèmes RTK à bande complète et à double bande, et comment ces technologies améliorent les performances des tondeuses robotisées.

RTK dans les tondeuses à gazon robotisées

L'intégration de la technologie RTK dans les tondeuses robotisées apporte des avantages considérables tant aux consommateurs qu'aux fabricants :

1. Précision accrue : La technologie RTK permet à la tondeuse de tondre selon des motifs complexes sans oublier de zones, assurant ainsi une coupe plus uniforme et une pelouse plus saine.
2. Autonomie et efficacité : Cette technologie permet une autonomie complète, les tondeuses fonctionnant avec une intervention humaine minimale tout en naviguant entre des obstacles complexes tels que des arbres, des clôtures et des meubles de jardin.
3. Évolutivité : Les systèmes RTK à bande complète sont idéaux pour les grandes propriétés résidentielles, les pelouses commerciales et les espaces publics, où une navigation et une couverture précises sont essentielles.

L'utilisation de la technologie RTK dans les tondeuses robotisées améliore considérablement leurs fonctionnalités, leur permettant de fonctionner de manière autonome avec une supervision minimale. Il en résulte de meilleurs résultats et des opérations de tonte plus efficaces, ce qui représente un gain de temps et d'efforts pour les particuliers et les entreprises.

Comment fonctionne le RTK

La technologie RTK repose sur une station de base et un récepteur mobile . La station de base est une unité fixe située à une position précise et connue, qui mesure en continu l'écart entre sa position et celle des satellites. Elle calcule l'erreur du signal satellite, puis transmet des données de correction au récepteur mobile (monté sur la tondeuse robotisée). Ces données de correction améliorent la précision du GPS, permettant au récepteur d'atteindre une précision centimétrique.

• Rôle de la station de base : La station de base est essentielle à la technologie RTK, car elle fournit les signaux de correction qui améliorent la précision du système GPS. Sans la correction en temps réel de la station de base, la précision du positionnement serait bien moindre, généralement de l’ordre du mètre.
• Rôle du récepteur mobile : Le récepteur mobile de la tondeuse robotisée reçoit des signaux GPS des satellites et des données de correction de la station de base, ce qui lui permet d’ajuster sa position en temps réel et de naviguer avec une grande précision.

La station de base « corrige » essentiellement les erreurs de signal GPS causées par les conditions atmosphériques, la géométrie des satellites et d'autres facteurs, permettant ainsi à la tondeuse d'atteindre une précision bien supérieure à celle des systèmes GPS standard.

Quelle est la vitesse du RTK ?

L'un des atouts majeurs de la technologie RTK réside dans sa capacité à fournir des données de positionnement de haute précision en temps réel. La rapidité avec laquelle les systèmes RTK mettent à jour leur position est cruciale pour une navigation fluide et précise, notamment dans des environnements dynamiques comme les pelouses encombrées.

• Fréquence de rafraîchissement : Les systèmes RTK à bande complète fonctionnent généralement à une fréquence de rafraîchissement de 50 Hz , ce qui signifie qu’ils mettent à jour leurs données de positionnement 50 fois par seconde. Cette fréquence élevée permet à la tondeuse d’effectuer des ajustements en temps réel pendant son déplacement sur la pelouse, réduisant ainsi le risque de dérive ou de dépassement des limites de la zone tondue.
• Les systèmes RTK bi-bande ont généralement une fréquence de rafraîchissement plus faible de 5 Hz , ce qui signifie qu'ils mettent à jour les données de position seulement 5 fois par seconde. Cette fréquence de mise à jour plus lente peut entraîner des retards et des écarts entre la position réelle de la tondeuse et sa position affichée, notamment dans des environnements complexes ou en mouvement rapide.

La fréquence de rafraîchissement rapide et les données précises fournies par les systèmes RTK permettent aux tondeuses robotisées de maintenir leur position même lorsqu'elles négocient des virages serrés, évitent des obstacles ou travaillent dans des conditions environnementales variables.

Technologie RTK : Bande complète vs. Double bande

La technologie RTK utilise les signaux satellitaires pour améliorer la précision du positionnement des systèmes GPS. Elle se divise en deux catégories : RTK pleine bande et RTK double bande . Chacune présente ses propres capacités et limitations, et la compréhension de ces différences est essentielle pour choisir la solution adaptée aux systèmes autonomes tels que les robots tondeuses.

RTK à bande complète

1. Systèmes multisatellites : Les récepteurs RTK à bande complète peuvent recevoir les signaux de plusieurs systèmes satellitaires, tels que le GPS (États-Unis), le GLONASS (Russie), le BeiDou (Chine) et Galileo (Europe). Ceci étend la couverture mondiale et renforce la robustesse du système, lui permettant de fournir des services de positionnement plus stables dans différentes régions et environnements.
2. Gestion des données à haute fréquence et robustesse : Un système RTK pleine bande peut gérer jusqu’à 6 satellites et 22 fréquences , avec un nombre de canaux en bande de base de 1040. Cela permet au système de traiter plus efficacement les données provenant de plusieurs constellations de satellites.
3. Convergence rapide des données : Le système à bande complète fonctionne avec une fréquence de rafraîchissement de 50 Hz , ce qui signifie qu’il met à jour les données de positionnement plus fréquemment. Cela garantit que les données de localisation de la tondeuse sont précises et à jour, réduisant ainsi les risques d’erreurs pendant son fonctionnement.
4. Fonctionnalités avancées pour une précision accrue : Les systèmes RTK à bande complète prennent en charge des fonctionnalités telles que le suivi de la position de la station de base, la détection des interférences, l’analyse environnementale, le RTK basse vitesse et la segmentation des paquets de transmission. Ces fonctionnalités permettent à la tondeuse d’évaluer si sa position actuelle est conforme aux exigences d’installation et d’adapter son fonctionnement en conséquence.

RTK bi-bande

1. Couverture satellite limitée : Les systèmes RTK bi-bande ne peuvent recevoir que les signaux de deux bandes de fréquences fixes. Cela limite leur couverture mondiale et peut entraîner des situations où la tondeuse ne capte pas de signal, notamment dans les régions où le réseau satellite est moins développé.
2. Fréquence et nombre de canaux réduits : Un système RTK bi-bande utilise généralement 4 satellites et 8 fréquences, avec un nombre de canaux en bande de base de 135. Il en résulte un traitement du signal moins efficace et une précision moindre par rapport aux systèmes à bande complète.
3. Convergence des données plus lente : Les systèmes RTK bi-bande fonctionnent à une fréquence de rafraîchissement de 5 Hz, ce qui signifie que leurs signaux se rafraîchissent moins fréquemment. Il en résulte une convergence plus lente des données de positionnement, pouvant entraîner des retards et des écarts entre la position réelle et la position affichée.
4. Latence accrue : En raison de la fréquence de rafraîchissement plus lente, les systèmes à double bande peuvent subir un décalage ou un retard dans les données de positionnement, ce qui rend le système sujet aux erreurs, en particulier dans les environnements dynamiques où la précision est essentielle.

En quoi la technologie RTK distingue le Genie

Chez ANTHBOT , nous avons intégré un système RTK à bande complète dans nos tondeuses à gazon de la série Genie , ce qui les distingue de nos concurrents qui utilisent la technologie RTK à double bande. Voici les principaux avantages de l'utilisation du RTK à bande complète dans nos modèles Genie :

1. Acquisition de signal simplifiée : Les systèmes RTK à bande complète sont plus performants pour acquérir les signaux d’un plus large éventail de systèmes satellitaires. Ceci offre une plus grande flexibilité dans le choix des emplacements d’installation des stations de base, permettant une meilleure couverture même dans des environnements difficiles.
2. Précision accrue et performances en temps réel : La technologie RTK pleine bande garantit des données de positionnement plus précises et en temps réel. La tondeuse peut ainsi naviguer avec une plus grande précision, évitant les dépassements de limites et assurant une correspondance parfaite entre sa position affichée et sa position réelle, avec un délai minimal.

Tests en conditions réelles : Genie contre le concurrent N

Pour mettre en évidence les avantages pratiques du RTK pleine bande, nous avons mené une série de tests comparatifs entre notre tondeuse Genie, équipée du RTK pleine bande, et un modèle concurrent (N) utilisant un système RTK double bande. Ces tests ont été réalisés dans plusieurs environnements de tonte courants :

• Sous les arbres
• Sous l'avant-toit
• Jours pluvieux/nuageux
• Jours pluvieux/nuageux avec avant-toit
• Jours pluvieux/nuageux avec des arbres

Genie a fonctionné parfaitement dans tous les scénarios de test, maintenant une navigation précise en temps réel sans dérive significative ni violation des limites.

En revanche, le concurrent N a fréquemment rencontré des problèmes de perte de signal, de dérive de position, voire de dysfonctionnement. Lors de certains tests, la tondeuse est restée immobilisée pendant 10 à 15 minutes, voire a cessé de fonctionner complètement. Ces écarts sont principalement dus aux limitations de la technologie RTK bi-bande, qui peine à fonctionner dans les environnements complexes.

Apprenez-en davantage sur l'installation du système Genie RTK.

RTK dans d'autres secteurs

Bien que la technologie RTK soit largement reconnue pour son application dans la tonte autonome, elle a été mise en œuvre avec succès dans plusieurs autres domaines, tels que :

• Agriculture : Le RTK est utilisé en agriculture de précision pour guider les tracteurs et autres équipements agricoles, garantissant ainsi une grande précision dans les opérations de plantation, de fertilisation et de récolte, améliorant le rendement des cultures et réduisant le gaspillage.
• Levés topographiques et cartographie : La technologie RTK offre la haute précision nécessaire aux levés topographiques, à la cartographie topographique et à l'implantation de constructions.
• Véhicules autonomes : le RTK est essentiel pour les voitures autonomes, les drones et autres systèmes robotiques, car il assure une navigation précise pour un fonctionnement sûr et efficace dans des environnements dynamiques.

En résumé, la technologie RTK est un facteur clé pour améliorer les performances des tondeuses robotisées, en offrant un positionnement précis en temps réel. Les systèmes RTK à bande complète, comme celui de l' ANTHBOT Genie , assurent une acquisition du signal plus rapide et une précision supérieure aux systèmes à double bande. Il en résulte une fiabilité accrue et un fonctionnement plus fluide, même dans des environnements difficiles. Grâce au RTK à bande complète du Genie, les utilisateurs bénéficient d'une expérience de tonte homogène et efficace, ce qui en fait un choix de premier ordre sur le marché.