Vad är GPS RTK (Real-time Kinematic Positioning)?

RTK-tekniken (Real-Time Kinematic), som ursprungligen utvecklades för industriella tillämpningar, har funnit ett nytt syfte inom gräsklippningsbranschen och förbättrar noggrannheten och effektiviteten hos autonoma gräsklippare. Denna teknik gör det möjligt för dessa maskiner att uppnå centimeternoggrannhet i navigering, vilket gör den till en kritisk komponent för smarta gräsklippare som ANTHBOT Anden. Sådan noggrannhet är särskilt viktig för uppgifter som autonom klippning, undvikande av hinder och att skapa exakta klippmönster, vilket säkerställer att gräsmattan trimmas perfekt utan att missa några fläckar.

I den här bloggen dyker vi in på de tekniska detaljerna kring RTK, skillnaderna mellan fullbands- och dubbelbands-RTK-system och hur dessa tekniker förbättrar robotgräsklipparnas prestanda.

RTK in Robotgräsklippare

Integreringen av RTK i robotgräsklippare ger betydande fördelar för både konsumenter och tillverkare:

Förbättrad precision: RTK gör att gräsklipparen kan klippa i komplexa mönster utan att missa fläckar, vilket säkerställer en jämnare klippning och en friskare gräsmatta.
Autonomi och effektivitet: Tekniken möjliggör full autonomi, där gräsklippare arbetar med minimal mänsklig inblandning samtidigt som de navigerar komplexa hinder som träd, staket och trädgårdsmöbler.
Skalbarhet: Fullbands-RTK-system är idealiska för stora bostadsfastigheter, kommersiella gräsmattor och offentliga utrymmen, där exakt navigering och täckning är avgörande.

Användningen av RTK-teknik i robotgräsklippare förbättrar deras funktionalitet avsevärt, vilket gör att de kan arbeta autonomt med minimal övervakning. Detta leder till bättre resultat och effektivare klippning, vilket i slutändan sparar tid och ansträngning för husägare och företag.

Hur RTK fungerar

RTK-tekniken bygger på en basstation och en mobil mottagare. De basstation är en fast enhet placerad på en känd, exakt position, och den mäter kontinuerligt skillnaden mellan sin fasta position och satelliternas positioner på himlen. Basstationen beräknar felet i satellitsignalen och sänder sedan korrigeringsdata till mobil mottagare (monterad på robotgräsklipparen). Denna korrigeringsdata förbättrar GPS-noggrannheten, vilket gör att mottagaren kan uppnå precision på centimeternivå.

Basstationens roll: Basstationen är avgörande för RTK-tekniken, eftersom den tillhandahåller korrigeringssignaler som förbättrar GPS-systemets precision. Utan basstationens realtidskorrigering skulle positioneringsnoggrannheten vara mycket lägre, vanligtvis på meternivå.
Mobil mottagares roll: Den mobila mottagaren på robotgräsklipparen tar emot GPS-signaler från satelliter och korrigeringsdata från basstationen, vilket gör att den kan justera sin position i realtid och navigera med hög precision.

Basstationen "korrigerar" i huvudsak GPS-signalfel som orsakas av atmosfäriska förhållanden, satellitgeometri och andra faktorer, vilket gör att gräsklipparen kan uppnå mycket högre noggrannhet än vanliga GPS-system.

Hur snabb är RTK?

En av de mest framstående egenskaperna hos RTK-tekniken är dess förmåga att tillhandahålla högprecisionspositioneringsdata i realtid. Hastigheten med vilken RTK-system kan uppdatera sin position är avgörande för att upprätthålla en smidig och exakt navigering, särskilt i dynamiska miljöer som gräsmattor med hinder.

Uppdateringsfrekvens: Fullbands-RTK-system fungerar vanligtvis med en 50Hz uppdateringsfrekvens, vilket innebär att de uppdaterar sina positionsdata 50 gånger per sekund.Denna höga uppdateringsfrekvens säkerställer att gräsklipparen kan göra justeringar i realtid medan den navigerar på gräsmattan, vilket minskar sannolikheten för avdrift eller gränsöverträdelser.
Dubbelbands-RTK system har vanligtvis en lägre uppdateringsfrekvens på 5Hz, vilket innebär att de bara uppdaterar positionsdata 5 gånger per sekund. Denna långsammare uppdateringshastighet kan resultera i förseningar och avvikelser mellan gräsklipparens faktiska position och den visade positionen, särskilt i snabba eller komplexa miljöer.

Den snabba uppdateringsfrekvensen och de exakta data som RTK-systemen tillhandahåller gör att robotgräsklippare kan bibehålla sin position även när de navigerar i snäva kurvor, undviker hinder eller arbetar under varierande miljöförhållanden.

RTK-teknik: Fullband vs. Dubbelband

RTK-tekniken använder i grunden satellitsignaler för att förbättra positioneringsnoggrannheten hos GPS-system. Tekniken delas in i två typer: Fullbands-RTK och Dubbelbands-RTK. Var och en har sina egna möjligheter och begränsningar, och att förstå dessa skillnader är nyckeln till att välja rätt lösning för autonoma system som robotgräsklippare.

Fullbands-RTK

Flera satellitsystem: Fullbands-RTK-mottagare kan ta emot signaler från flera satellitsystem, såsom GPS (U.S. ), GLONASS (Ryssland), BeiDou (Kina) och Galileo (Europa). Detta breddar den globala täckningen och ökar systemets robusthet, vilket gör att det kan tillhandahålla mer stabila positioneringstjänster i olika regioner och miljöer.
Högre frekvens och robust datahantering: Ett fullbandigt RTK-system kan hantera upp till 6 satelliter och 22 frekvenser, med en antal basbandskanaler på 1040. Detta gör det möjligt för systemet att bearbeta data från flera satellitkonstellationer mer effektivt.
Snabb datakonvergens: Fullbandssystemet fungerar med en 50Hz uppdateringsfrekvens, vilket innebär att den uppdaterar positionsdata oftare. Detta säkerställer att gräsklipparens positionsdata är korrekta och aktuella, vilket minskar risken för avvikelser under drift.
Avancerade funktioner för precision: Fullbands-RTK-system stöder funktioner som basstationspoängsättning, störningsdetektering, miljöpoängsättning, låghastighets-RTK och segmentering av transmissionspaket. Dessa funktioner gör det möjligt för gräsklipparen att utvärdera om dess nuvarande position överensstämmer med installationskraven och justera driften därefter.

Dubbelbands-RTK

Begränsad satellittäckning: Dubbelbandiga RTK-system kan bara ta emot signaler från två fasta frekvensband. Detta begränsar deras globala täckning och kan leda till situationer där gräsklipparen inte kan få någon signal, särskilt i regioner med färre satellitsystem.
Lägre frekvens och kanalantal: Ett dubbelbandigt RTK-system använder vanligtvis 4 satelliter och 8 frekvenser, med ett basbandskanalantal på 135. Detta resulterar i mindre effektiv signalbehandling och lägre noggrannhet jämfört med fullbandssystem.
Långsammare datakonvergens: Dubbelbands-RTK-system arbetar med en uppdateringsfrekvens på 5 Hz, vilket innebär att deras signaler uppdateras mer sällan. Detta resulterar i en långsammare konvergens av positionsdata, vilket leder till potentiella fördröjningar och avvikelser mellan den faktiska platsen och den visade positionen.
Ökad latens: På grund av den långsammare uppdateringsfrekvensen kan dualbandssystem uppleva fördröjning eller förskjutning i positioneringsdata, vilket gör systemet benäget för fel, särskilt i dynamiska miljöer där precision är avgörande.

Hur RTK-tekniken skiljer anden från mängden

På ANTHBOTB, vi har integrerat en fullbands-RTK systemet i vårt Genie-serien gräsklippare, vilket skiljer dem från konkurrenter som förlitar sig på dual-band RTK-teknik. Här är de viktigaste fördelarna med att använda fullband RTK i våra Genie-modeller:

Enklare signalinsamling: Fullbandiga RTK-system är bättre kapabla att ta emot signaler över ett bredare spektrum av satellitsystem. Detta ger större flexibilitet vid val av installationsplatser för basstationen, vilket möjliggör bättre täckning även i krävande miljöer.
Bättre precision och realtidsprestanda: Fullbands-RTK-teknik säkerställer mer exakta positionsdata i realtid. Det innebär att gräsklipparen kan navigera mer exakt, undvika problem som gränsöverträdelser och säkerställa att den visade positionen matchar den faktiska platsen med minimal fördröjning.

Verkliga tester: Genie vs. konkurrent N

För att belysa de praktiska fördelarna med fullbands-RTK genomförde vi en serie tester som jämförde vår Genie-gräsklippare, utrustad med fullbands-RTK, med en konkurrents modell (N), som använder ett dubbelbands-RTK-system. Dessa tester utfördes i flera vanliga klippmiljöer:

Under träd
Takfoten under taket
Regniga/molniga dagar
Regniga/molniga dagar med takfot
Regniga/molniga dagar med träd

Ande fungerade felfritt i alla testscenarier och bibehöll noggrann navigering i realtid utan någon betydande avdrift eller gränsöverträdelser.

Å andra sidan upplevde konkurrent N frekventa problem med signalförlust, positionsavvikelser och till och med funktionsfel. I vissa tester kunde gräsklipparen inte återhämta sig på upp till 10–15 minuter, eller så fungerade den inte helt. Dessa skillnader beror främst på begränsningarna hos dual-band RTK-tekniken, som har svårt i komplexa miljöer.

Läs mer om hur du installerar Genie RTK-systemet.

RTK i andra branscher

Även om RTK är allmänt erkänt för sin tillämpning inom autonom gräsklippning, har det framgångsrikt implementerats inom flera andra områden, såsom:

Lantbruk: RTK används inom precisionsjordbruk för att styra traktorer och annan jordbruksutrustning, vilket säkerställer att plantering, gödsling och skörd sker med hög noggrannhet, vilket förbättrar skörden och minskar avfall.
Kartläggning och lantmäteri: RTK ger den höga precision som krävs för lantmäteri, topografisk kartläggning och byggplanering.
Autonoma fordon: RTK är avgörande för autonoma bilar, drönare och andra robotsystem, eftersom det ger exakt navigering för säker och effektiv drift i dynamiska miljöer.

Sammanfattningsvis är RTK-teknik en nyckelfaktor för att förbättra robotgräsklipparnas prestanda och erbjuder exakt positionering i realtid. Fullbands-RTK-system, som de i ANTHBOT Anden, ger snabbare signalinsamling och högre noggrannhet jämfört med dual-band-system. Detta resulterar i bättre tillförlitlighet och jämnare prestanda, även i krävande miljöer. Med Genies fullbands-RTK kan användare förvänta sig en konsekvent och effektiv klippupplevelse, vilket gör den till ett utmärkt val på marknaden.