Sensorfusjon fra åkeren til Månen

Trondheimsbedriften SentiSystems har sitt utspring fra NTNU kybernetikk, der man har jobbet mye med droneproblematikk. Felles for mange av utfordringene var at det manglet en metode for å tidssynkronisere sensordata. Ut fra dette har SentiSystems utviklet en plattform for sanntidsprosessering og synkronisering av sensordata, blant annet rettet mot autonome operasjoner. Selskapet er en av oppstartsbedriftene i ESA BIC Norway.

Bevegelsesdata

– Felles for de fleste typer droner er at de er relativt små og beveger seg mye. Med kompleks sensorfusjon blir det viktig å vite hvor hver sensor var på et gitt tidspunkt. Med vår teknologi er det mulig å tidstagge alle målinger, og oppnå full kontroll over tid og sted, forklarer daglig leder Arne Kjørsvik.

Tid og sted

Informasjon fra kamera og andre sensorer samles og synkroniseres med posisjonsdata i selskapets egenutviklede SentiHub, bestående av de såkalte SentiBoard-kortene. Ifølge Stian Lundli, ansvarlig for FPGA-utvikling i selskapet, er dette selve hjertet i multi-sensor fusjonen som holder sensordata nøyaktig tidsstemplet og dermed synkronisert med en felles klokke, samt videresender tidsstemplede data i et standardisert format for behandling i sanntid og/eller etterbehandling i en prosesseringsenhet. Protokoller som anvendes for dette er bl.a. Precision Time Protocol (PTP) og Time-Sensitive Networking (TSN), der SentiHub kan operere både som grandmaster og klient, men systemet kan også operere direkte på GPS tid, eller egen tid om GPS eller nettverk skulle falle bort.

Omfattende sensorsett

SentiHub tilbyr en rekke serielle grensesnitt (2xSPI, 3xUART, 2xRS232, 1xRS422), 4xKonfigurerbare triggersignaler (bildefangst, synkroniseringspulser, etc.), og 4 såkalte Timing Event Captures (innkommende synkroniseringspulser, eksponeringsaktive signaler, etc.). Dette skal sikre maksimal kompatibilitet med spesifikke sensorsett og applikasjoner. I tillegg tilbyr SentiSystems programvare – SentiUtils – som skal gjøre det enkelt å konfigurere og sette opp sensorsystemer. Systemet er bygget opp fra grunnen av til å være sensoragnostisk, slik at man med enkelhet kan fusjonere de sensorene man ønsker, og bytte ut sensorikk i systemet uten å måtte gjennom en komplisert integreringsprosess.

Produkt som alle kan bruke

– Det finnes noen store bedrifter som har kapasitet til å lage egne løsninger for disse anvendelsene, men det kan fort bli både komplisert og ikke minst en proprietær løsning, fremholder Lundli. – Vi har derimot utviklet en generell løsning som vi kan selge som et eget produkt, sier han. – Aller som driver med sensorer har behov for dette, tilføyer Kjørsvik.

Navigasjon på Månen

Ett av de første – og kanskje mest spennende – jobbene som må nevnes er et ESA-prosjekt for å utvikle en navigasjonsløsning for presis landing på Månen. – Vi skulle gjøre en månelandingsdrone i stand til å fly ut og inn av en dokkingstasjon ved hjelp av visuell navigering, forteller Lundli. I demonstratoren ble det anvendt stereokamera synkronisert tett mot IMU og GNSS ved hjelp av sensorfusjonskortet SentiBoard, fløyet på et miniatyrhelikopter. Ifølge Lundli var prosjektet vellykket, og kunden kunne registrere betydelige kost- og tidsbesparelser både under utvikling og integrasjon.

Trygge på løsningen

Utfordringen nå er å modne markedet, mener Kjørsvik. – Vi er trygge på at vi har en god løsning, men ikke alle vet at de trenger den. Derfor bruker vi mye tid på dialog, sier han. Mange tror de får det greit til selv. I tillegg har utviklingen innen kunstig intelligens gitt noen troen på at det blir enklere å få et godt resultat. – Men du får ikke bedre data ut enn det du putter inn, påpeker Lundli.

Med i Nvidia-program

Utviklingen mot mer sensorfusjon og stadig økte krav til hurtighet – øyeblikkelig sensorikk – ved navigering i terreng, luft og rom taler også til SentiSystems’ fordel. Nylig kunne de også stikke en ny fjær i hatten, etter å ha blitt tatt opp i Nvidias program for oppstartsbedrifter.

Ambisjoner

– Vi har ambisjoner om å vokse, og siden de store kundene er internasjonale, har vi planer om å etablere avdelinger både ute i Europa og i USA, avslutter Kjørsvik, som regner med at han må ansette flere ingeniører i tiden som kommer.