Habilitación de la innovación: el desarrollo de un robot de localización de servicios públicos, AUSMOS
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Habilitación de la innovación: el desarrollo de un robot de localización de servicios públicos, AUSMOS

AUSMOS es un robot de localización de servicios públicos desarrollado por ULC Technologies que utiliza un sistema Sensors & Software NOGGIN® 250 GPR y SPIDAR® SDK (Software Development Kit). Escuche la historia del rápido desarrollo de este dispositivo innovador.

Sensors & Software Inc., ubicada en Mississauga, Canadá, y parte de SPX Technologies, Inc. (SPX) ha diseñado y fabricado productos de radar de penetración terrestre (GPR) durante más de 30 años. Nuestras marcas GPR incluyen NOGGIN®, pulseEKKO®, Conquest®, Rescue Radar®, LMX® y SPIDAR®. En 2022, presentamos SPIDAR® SDK (Software Development Kit), que permite a los clientes controlar cualquier sistema NOGGIN® o pulseEKKO GPR desde su propia aplicación. Esto brinda la capacidad de agregar la tecnología GPR probada y de clase mundial de Sensors & Software a los productos existentes, construir una plataforma que combine GPR y otros sensores, o crear un sistema GPR único para aplicaciones de nicho que no están siendo atendidas por el hardware GPR actual. El SPIDAR® SDK se presentó en nuestro boletín de enero de 2022.

Curiosamente, uno de los clientes de SPIDAR® SDK es una empresa hermana bajo el paraguas de SPX. ULC Technologies, LLC, con sede en Hauppauge, Nueva York, se especializa en el desarrollo de robótica y RaaS (robots como servicio) para las industrias de energía, servicios públicos y otras para resolver una amplia gama de desafíos operativos. La red de distribución de gas del Reino Unido, SGN y Transport for London (TfL) se acercaron a ULC para ayudar con las operaciones de excavación, mediante el desarrollo de un sistema robótico semiautónomo para la detección, ubicación y delimitación de infraestructura subterránea en zonas urbanas. áreas Este robot se conoce como AUSMOS™ (Sistema Automatizado de Marcación de Servicios Públicos, Figura 1 y XNUMX)

Figura 1 y XNUMX
El sistema automatizado de marcación de servicios públicos (AUSMOS) utiliza una antena GPR NOGGIN® y un sensor EM para detectar servicios públicos enterrados en el área de escaneo. El dispositivo EM detecta pasivamente cables de alimentación de 50 o 60 Hz o cualquier servicio de metal donde un transmisor cercano haya inducido una corriente.

Las dos tecnologías más probadas utilizadas para la localización de servicios públicos en todo el mundo son la inducción electromagnética (EM) y el radar de penetración terrestre (GPR). Para el sistema GPR, ULC colaboró ​​con Sensors & Software utilizando nuestro sistema NOGGIN® 250 GPR, hardware SPIDAR® y software SPIDAR® SDK (Figura 2 y XNUMX).

Figura 2 y XNUMX
ULC integró un sistema NOGGIN® 250 GPR en AUSMOS utilizando el hardware SPIDAR® NIC-500N y el SPIDAR® SDK. El sensor NOGGIN® 250 GPR está controlado por el NIC-500 conectado a una computadora y 12 voltios de energía.

Comentarios de ULC sobre el proceso de desarrollo:

Como parte del proyecto AUSMOS, integramos una variedad de sensores y productos de software en nuestra plataforma, que incluían su SPIDAR® SDK recientemente lanzado. El SPIDAR® SDK administra el control del sistema y la adquisición de datos GPR a través del acceso HTTP, lo que hace que la integración sea ignorante del sistema operativo y el idioma. Estas consideraciones hacen que el producto sea compatible con un amplio espectro de plataformas de terceros. Para respaldar esta integración, Sensors & Software proporciona documentación, funciones SDK y código de ejemplo que permite una integración más fácil de usar. Al comprender el flujo de la operación del sistema, se puede crear un paquete personalizado de manera efectiva a partir del SPIDAR® SDK. –Baiyang Ren, PhD

AUSMOS recopila datos GPR y EM de alta densidad a medida que escanea la región de interés, creando un patrón similar a una cuadrícula con un espacio entre líneas muy estrecho, generalmente de 10 cm (Figura 3 y XNUMX, izquierda). AUSMOS logra una precisión de localización de nivel centimétrico mediante la implementación de algoritmos matemáticos avanzados, calculando constantemente la posición actual del robot. Esto también permite que el sistema mantenga su precisión de localización en áreas altamente congestionadas o dentro de edificios donde normalmente se niega el GPS.

Los operadores humanos están capacitados para recopilar datos de cuadrícula con 0.5 (Figura 3 y XNUMX, medio) o con un espacio entre líneas de 0.25 metros, pero es común ver esquinas recortadas al recopilar datos con un espacio entre líneas de 1.0 metro (Figura 3 y XNUMX, derecha) o más. En comparación, AUSMOS normalmente recopila datos con un espacio entre líneas de 0.1 metros. Esto da como resultado un conjunto de datos GPR muy denso, de 2.5 a 10 veces más de lo que un operador humano típico puede recopilar fácilmente. La probabilidad de identificar un objeto como un objetivo potencial de interés, en este caso, una utilidad, aumenta con la cantidad de veces que el GPR lo cruza. Si bien la empresa de servicios públicos se puede identificar con un espaciado de línea más grueso al "conectar los puntos", la confianza de que es un objetivo real aumenta con la cantidad de cruces (Figura 3 y XNUMX), especialmente en lugares con múltiples servicios públicos.

Además, con AUSMOS, la recopilación de datos se ejecuta con mayor precisión espacial de la que puede lograr una persona, lo que elimina el sesgo humano o el posible error debido a la fatiga. La implementación robótica garantiza que los datos se capturen con mayor coherencia de un sitio a otro y de un usuario a otro, lo que da como resultado un mapa más preciso.

Figura 3 y XNUMX
La alta densidad de datos es importante para crear los mejores cortes de profundidad GPR e imágenes 3D que indiquen la ruta detallada de una utilidad. AUSMOS normalmente recopila datos con un espacio entre líneas promedio de 0.1 m, mientras que los operadores de GPR humanos a menudo recopilan datos con un espacio entre líneas más grueso de 0.5 m o incluso 1 m.

Luego, los datos se procesan inmediatamente en el sitio, entregando cortes de profundidad de alta resolución (Figuras 4 y 5) e imágenes de nube de puntos 3D fácilmente interpretables (Figura 5 y XNUMX) de servicios públicos y otros objetos reflectantes en el subsuelo. Esto permite que AUSMOS y su operador marquen los servicios públicos en el sitio.

Estos conjuntos de datos de ejemplo de los ensayos del Reino Unido muestran múltiples servicios públicos detectados en 2 cuadrículas rectangulares, mostrando correspondencia entre sí, así como pozos expuestos en el sitio, destacando la localización y la consistencia del robot.

Datos GPR
Figura 4 y XNUMX
Ejemplos de cortes de profundidad de datos de NOGGIN® 250 GPR superpuestos en una foto de dron del sitio de estudio. Las utilidades interpretadas se indican mediante líneas discontinuas negras.

Figura 5 y XNUMX
Datos GPR de AUSMOS trazados en 3D (izquierda) y como cortes de profundidad (derecha). En las imágenes 3D, los objetos altamente reflectantes, como los servicios públicos, se pueden mostrar preferentemente y los reflectores más débiles se pueden hacer transparentes.

AUSMOS es un ejemplo del tipo de productos de medición y ubicación de ingeniería altamente especializados por los que se conoce a SPX Technologies.

Para obtener más información sobre AUSMOS, consulte https://ulctechnologies.com/technologies/ausmos-gpr-mapping-robot/

Para obtener más información sobre SPIDAR SDK, consulte https://www.sensoft.ca/products/spidar-sdk/overview/

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