Cos'è il GPS RTK (posizionamento cinematico in tempo reale)?

La tecnologia RTK (Real-Time Kinematic), inizialmente sviluppata per applicazioni industriali, ha trovato un nuovo scopo nel settore della cura del prato, migliorando la precisione e l'efficienza dei tosaerba autonomi. Questa tecnologia consente a queste macchine di raggiungere una precisione a livello centimetrico nella navigazione, rendendola un componente critico per tosaerba intelligenti come il Genio ANTHBOT. Tale precisione è particolarmente importante per attività come il taglio autonomo, l'evitamento degli ostacoli e la creazione di schemi di taglio precisi, garantendo che il prato sia perfettamente rifinito senza lasciare zone non tagliate.

In questo blog, analizzeremo nel dettaglio gli aspetti tecnici della tecnologia RTK, le differenze tra i sistemi RTK a banda intera e a doppia banda e come queste tecnologie migliorano le prestazioni dei robot tagliaerba.

RTK in Robot tagliaerba

L'integrazione della tecnologia RTK nei robot tagliaerba offre vantaggi significativi sia ai consumatori che ai produttori:

1. Precisione migliorata: La tecnologia RTK consente al tosaerba di tagliare secondo schemi complessi senza tralasciare zone, garantendo un taglio più uniforme e un prato più sano.
2. Autonomia ed efficienza: Questa tecnologia consente la completa autonomia, con tosaerba che funzionano con un intervento umano minimo, superando ostacoli complessi come alberi, recinzioni e mobili da giardino.
3. Scalabilità: I sistemi RTK a banda intera sono ideali per grandi proprietà residenziali, aree verdi commerciali e spazi pubblici, dove la navigazione precisa e la copertura sono essenziali.

L'impiego della tecnologia RTK nei robot tagliaerba ne migliora significativamente la funzionalità, consentendo loro di operare in modo autonomo con una supervisione minima. Ciò si traduce in risultati migliori e operazioni di taglio più efficienti, con un conseguente risparmio di tempo e fatica per proprietari di case e aziende.

Come funziona RTK

La tecnologia RTK si basa su un stazione base e un ricevitore mobile. IL stazione base è un'unità fissa situata in una posizione nota e precisa, e misura continuamente la differenza tra la sua posizione fissa e le posizioni dei satelliti nel cielo. La stazione base calcola l'errore nel segnale satellitare, quindi trasmette i dati di correzione al ricevitore mobile (montato sul robot tagliaerba). Questi dati di correzione migliorano la precisione del GPS, consentendo al ricevitore di raggiungere una precisione a livello centimetrico.

• Ruolo della stazione base: La stazione base è essenziale nella tecnologia RTK, poiché fornisce i segnali di correzione che migliorano la precisione del sistema GPS. Senza la correzione in tempo reale fornita dalla stazione base, la precisione del posizionamento sarebbe molto inferiore, in genere dell'ordine del metro.
• Ruolo del ricevitore mobile: Il ricevitore mobile installato sul robot tagliaerba riceve segnali GPS dai satelliti e dati di correzione dalla stazione base, consentendogli di regolare la propria posizione in tempo reale e di navigare con elevata precisione.

La stazione base, in sostanza, "corregge" gli errori del segnale GPS causati dalle condizioni atmosferiche, dalla geometria dei satelliti e da altri fattori, consentendo al tosaerba di raggiungere una precisione molto maggiore rispetto ai sistemi GPS standard.

Quanto è veloce RTK?

Una delle caratteristiche principali della tecnologia RTK è la sua capacità di fornire dati di posizionamento ad alta precisione in tempo reale. La velocità con cui i sistemi RTK aggiornano la propria posizione è fondamentale per garantire una navigazione fluida e precisa, soprattutto in ambienti dinamici come i prati con ostacoli.

• Frequenza di aggiornamento: I sistemi RTK a banda intera in genere funzionano con un Frequenza di aggiornamento di 50 Hz, Ciò significa che aggiornano i loro dati di posizionamento 50 volte al secondo.Questa elevata frequenza di aggiornamento garantisce che il tosaerba possa effettuare regolazioni in tempo reale mentre si muove sul prato, riducendo la probabilità di deviazioni o violazioni dei confini.
• RTK a doppia banda i sistemi di solito hanno una frequenza di aggiornamento inferiore di 5Hz, Ciò significa che i dati di posizione vengono aggiornati solo 5 volte al secondo. Questa frequenza di aggiornamento più lenta può causare ritardi e discrepanze tra la posizione effettiva del tosaerba e la posizione visualizzata, soprattutto in ambienti complessi o in rapido movimento.

La frequenza di aggiornamento elevata e i dati precisi forniti dai sistemi RTK consentono ai robot tagliaerba di mantenere la propria posizione anche quando si trovano in spazi ristretti, devono evitare ostacoli o lavorare in condizioni ambientali variabili.

Tecnologia RTK: banda intera vs. doppia banda

La tecnologia RTK, nella sua essenza, utilizza i segnali satellitari per migliorare la precisione di posizionamento dei sistemi GPS. Questa tecnologia si suddivide in due tipologie: RTK a banda intera E RTK a doppia banda. Ciascuna tecnologia ha le proprie capacità e limitazioni, e comprendere queste differenze è fondamentale per scegliere la soluzione più adatta per sistemi autonomi come i robot tagliaerba.

RTK a banda intera

1. Sistemi satellitari multipli: I ricevitori RTK a banda intera possono ricevere segnali da più sistemi satellitari, come il GPS (U.S. ), GLONASS (Russia), BeiDou (Cina) e Galileo (Europa). Ciò amplia la copertura globale e migliora la robustezza del sistema, consentendogli di fornire servizi di posizionamento più stabili in diverse regioni e ambienti.
2. Gestione dei dati più frequente e robusta: Un sistema RTK a banda intera può gestire fino a 6 satelliti e 22 frequenze, con un Numero di canali in banda base: 1040. Ciò consente al sistema di elaborare i dati provenienti da più costellazioni satellitari in modo più efficace.
3. Convergenza rapida dei dati: Il sistema full-band funziona con un Frequenza di aggiornamento di 50 Hz, Ciò significa che aggiorna i dati di posizionamento più frequentemente. Questo garantisce che i dati di localizzazione del tosaerba siano precisi e aggiornati, riducendo la possibilità di discrepanze durante il funzionamento.
4. Funzionalità avanzate per la precisione: I sistemi RTK a banda intera supportano funzionalità quali la valutazione della stazione base, il rilevamento delle interferenze, la valutazione ambientale, l'RTK a bassa velocità e la segmentazione dei pacchetti di trasmissione. Queste funzionalità consentono al tosaerba di valutare se la sua posizione attuale è conforme ai requisiti di installazione e di regolare di conseguenza il suo funzionamento.

RTK a doppia banda

1. Copertura satellitare limitata: I sistemi RTK dual-band sono in grado di ricevere segnali solo da due bande di frequenza fisse. Ciò limita la loro copertura globale e può portare a situazioni in cui il tosaerba non riesce a ricevere un segnale, soprattutto nelle regioni con un minor numero di sistemi satellitari.
2. Frequenza inferiore e numero di canali: Un sistema RTK a doppia banda utilizza in genere 4 satelliti e 8 frequenze, con un numero di canali in banda base pari a 135. Ciò si traduce in un'elaborazione del segnale meno efficiente e in una minore precisione rispetto ai sistemi a banda intera.
3. Convergenza dei dati più lenta: I sistemi RTK dual-band operano a una frequenza di aggiornamento di 5 Hz, il che significa che i loro segnali si aggiornano meno frequentemente. Questo si traduce in una convergenza più lenta dei dati di posizionamento, con conseguenti potenziali ritardi e discrepanze tra la posizione reale e quella visualizzata.
4. Latenza aumentata: A causa della frequenza di aggiornamento più lenta, i sistemi dual-band possono presentare ritardi o scostamenti nei dati di posizionamento, rendendo il sistema soggetto a errori, soprattutto in ambienti dinamici dove la precisione è essenziale.

In che modo la tecnologia RTK distingue Genie dagli altri

A ANTHBOT, abbiamo integrato un RTK a banda intera nel nostro sistema Serie Genie tosaerba, distinguendosi così dalla concorrenza che si affida alla tecnologia RTK a doppia banda. Ecco i principali vantaggi dell'utilizzo della tecnologia RTK a banda intera nei nostri modelli Genie:

1. Acquisizione del segnale più semplice: I sistemi RTK a banda intera sono in grado di acquisire segnali su uno spettro più ampio di sistemi satellitari. Ciò offre maggiore flessibilità nella scelta delle posizioni di installazione per la stazione base, consentendo una migliore copertura anche in ambienti difficili.
2. Maggiore precisione e prestazioni in tempo reale: La tecnologia RTK a banda intera garantisce dati di posizionamento più accurati e in tempo reale. Ciò significa che il tosaerba può navigare con maggiore precisione, evitando problemi come il superamento dei confini e assicurando che la posizione visualizzata corrisponda alla posizione reale con un ritardo minimo.

Test sul campo: Genie vs. il concorrente N

Per evidenziare i vantaggi pratici della tecnologia RTK a banda intera, abbiamo condotto una serie di test confrontando il nostro rasaerba Genie, dotato di RTK a banda intera, con un modello della concorrenza (N), che utilizza un sistema RTK a doppia banda. Questi test sono stati condotti in diversi ambienti di taglio comuni:

• Sotto i costumi
• Sotto le grondaie del tetto
• Giornate piovose/nuvolose
• Giornate piovose/nuvolose con grondaie
• Giornate piovose/nuvolose con alberi

Genio Ha funzionato in modo impeccabile in tutti gli scenari di test, mantenendo una navigazione precisa e in tempo reale senza derive significative o violazioni dei limiti.

D'altro canto, il concorrente N ha riscontrato frequenti problemi di perdita di segnale, deriva di posizione e persino malfunzionamenti. In alcuni test, il tosaerba non è riuscito a riprendere il funzionamento per 10-15 minuti o ha smesso di funzionare del tutto. Queste discrepanze sono dovute principalmente ai limiti della tecnologia RTK dual-band, che presenta difficoltà in ambienti complessi.

Scopri di più su come installare il sistema Genie RTK.

RTK in altri settori

Sebbene la tecnologia RTK sia ampiamente riconosciuta per la sua applicazione nella falciatura autonoma, è stata implementata con successo in diversi altri settori, come ad esempio:

• Agricoltura: La tecnologia RTK viene utilizzata nell'agricoltura di precisione per guidare trattori e altre attrezzature agricole, garantendo che la semina, la fertilizzazione e la raccolta vengano eseguite con elevata precisione, migliorando la resa dei raccolti e riducendo gli sprechi.
• Rilevamento topografico e cartografia: RTK offre l'elevata precisione necessaria per il rilevamento topografico, la cartografia topografica e la progettazione di cantieri edili.
• Veicoli autonomi: La tecnologia RTK è essenziale per le auto a guida autonoma, i droni e altri sistemi robotici, in quanto fornisce una navigazione precisa per un funzionamento sicuro ed efficiente in ambienti dinamici.

Per concludere, la tecnologia RTK è un fattore chiave per migliorare le prestazioni dei robot tagliaerba, offrendo un posizionamento preciso in tempo reale. I sistemi RTK full-band, come quelli presenti nei Genio ANTHBOT, Rispetto ai sistemi a doppia banda, offre un'acquisizione del segnale più rapida e una maggiore precisione. Ciò si traduce in una maggiore affidabilità e prestazioni più fluide, anche in ambienti difficili. Grazie alla tecnologia RTK a banda intera di Genie, gli utenti possono contare su un'esperienza di taglio costante ed efficiente, che la rende una scelta eccellente sul mercato.