Teorija un piemērošana Augstas precizitātes pozicionēšana

paredzams, lai pabeigtu lasīšanu 12 minūšu laikā

No mobilā interneta uz lietām, atrašanās vieta ir pamata un neaizstājama informācija, bet tikai no rafinētas nozares lietojumprogrammu prasības, tikai augstāka precīzijas atrašanās vietaInformācija var radīt augstāku vērtību, cilvēki var precīzāk zināt lietu atrašanās vietu, zināt konkrēto cilvēku atrašanās vietu un labāk pārvaldīt uzņēmumus, personālu vai materiālus. Par piemēram, lai nodrošinātu tuneļa celtniecības personāla personisko drošību, lai palīdzētu cietumam veidot globālu un vizuālu uzraudzību platforma; uzlabot naftas ķīmijas drošības nodrošināšanas efektivitāti Rūpniecība; Lai palīdzētu jaunināt inteliģento būvniecības vadību vietnē.

Tomēr iepriekš minētajām nozarēm ir augstas prasības ultra-high Pozicionēšanas precizitāte, liela jauda, ​​zema kavēšanās un augsta atsvaidzināšana likme.

Atrašanās vieta un navigācijas tehnoloģija ir atbildīga par pārvadātāja reāllaika informācijas sniegšanu (piemēram, autonomo transportlīdzekli), tostarp pārvadātāja pozīciju, ātrumu, attieksmi, paātrinājumu, leņķa ātrumu utt. Autopilots bieži pieņem Multi-sensoru kodolsintēze pozicionēšana. Tas Papīrs galvenokārt ievieš IMU izmantošanu automātiskajā braukšanas pozicionēšanas.

Augstas precizitātes pozicionēšanas darba princips

Pie uztveres līmenis bezpilota transportlīdzekļa, nozīme pozicionēšanas ir pašsaprotamu. Bezpilota transportlīdzeklim ir jāzina tā precīza pozīcija attiecībā pret vidi, un tur var būt ne vairāk kā 10cm Kļūda pozicionēšanas šeit.

GPS var nodrošināt absolūtu skaitītāja līmeņa pozicionēšanu transportlīdzekļiem, diferenciāliem GPS vai RTK GPS var nodrošināt absolūto pozicionēšanu centimetru līmenī transportlīdzekļiem, bet ne visas sadaļas var iegūt labus GPS signālus vispār Laiks. Tāpēc automātiskās braukšanas jomā RTK izeja GPS parasti ir integrēts ar IMU un automobiļu sensoriem (piemēram, kā riteņa spidometrs, stūres leņķa sensors, utt.).

Pilns nosaukums IMU ir inerces mērvienība, kas parasti sastāv no giroskopa, paātrinātāja un algoritmu apstrādes vienība. Ar paātrinājuma un rotācijas leņķa mērījumiem mēs varam iegūt pašmotokam. Mēs Zvaniet tradicionālajam IMU un sistēmai kopā ar transportlīdzekļa korpusu, GPS un citu informācijas kodolsintēzes algoritmiem kā vispārējo IMU automātiskai vadīšanai.

Šīs tehnoloģijas rašanās veido trūkumu GPS pozicionēšana, un abi papildina viens otru, ļaujot autopilot iegūt visprecīzāko vietu Informācija. Pašlaik visplašāk izmantotā pozicionēšanas metode bezpilota transportlīdzekļa ir integrācija globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) un inerciālā navigācijas sistēma (IN).

Integrēta navigācijaIetver kompleksu koordinātu sistēmas transformāciju, kas prasa sākotnējo inerciālās navigācijas kalibrēšanu sistēmu. Parasti atsauces navigācijas sistēma (piemēram, GNSS) tiek izmantots, lai sniegtu inerciālu navigācijas sistēmu sākotnējo pozīcijas vērtību (Mērķis ir izveidot sākotnējo koordinātu pārveidošanas matricu ģeogrāfiskās koordinātu sistēmas un Zemes koordinātu sistēma) un sākotnējais ātrums vērtība; Sākotnējā attieksmes leņķis ( IMU produkcija) iegūst ar mērījumu vērtību IMU pati vai ar mērīšanas instrumentu (incinometrs vai dubultā panorāma augstas precizitātes GPS orientācija sistēma) Attiecībā uz pašreizējo horizontālās navigācijas koordinātu sistēmas attieksmes leņķi, kas pazīstama arī kā Euler leņķis, inicializē quaternion un koordinātu transformāciju matricu.

Par iekštelpu pozicionēšanas sistēma, pielāgotā vietējā taisnstūra koordinātu sistēma (parasti, noteiktu pozicionēšanas zonas leņķi izvēlas kā izcelsmi, robežu līnija kā X-ass, labās puses kritērijs nosaka Y-asi un vertikālo zeme uz augšu kā Z-ass) tiek izmantots kā navigācijas koordinē sistēmu. Jo Abas ir taisnstūra koordinātu sistēmas, bet koordinātu sistēmas izcelsme un virziens ir atšķirīga, ir nepieciešama izcelsmes pārvietošanās un ass rotācija, tāpēc ir nepieciešama arī sākotnējā saskaņošana. Pēc sākotnējās izlīdzināšanas tiek uzsākts Ins aprēķinu process, quaternion un attieksmes transformācijas matrica tiek atjauninātas, lasot leņķisko ātruma mērījumu vērtību IMU, un tad ātrums un stāvoklis ir atjaunināts. Visbeidzot, ātrumu un pozīciju var pārveidot par citām mērķa koordinātu sistēmām izteiksmei, piemēram, garuma un platuma augstienes sfēriskā koordinātu sistēma GNSS .

Augstas precizitātes pozicionēšanas metode

Lai izpildītu autopilota prasības navigācijai un pozicionēšanai, šādas metodes ir pieņemtas:

Inerces navigācijas ins

Šobrīd parasti izmantotās inerciālās mērvienības (IMU) Automātiskai braukšanai var iedalīt divās kategorijās saskaņā ar precizitāti: Pirmā kategorija ir balstīta uz optisko šķiedru giroskopu (migla) IMU, ko raksturo augsta precizitāte, bet arī augstas izmaksas, un parasti tiek piemērots karšu iegādes transportlīdzekļiem ar augstu precizitāti Prasības. Otrs veids ir IMU, pamatojoties uz MEMS ierīcēm, ko raksturo neliels apjoms, zemas izmaksas, spēcīga vides pielāgošanās spēja, bet trūkums ir liels Kļūda. Ja IF To izmanto automātiskajā braukšanas transportlīdzeklī, tai ir jāiet cauri sarežģītākai apstrādei. Lai iegūtu navigāciju un pozicionēšanas izlaidi no IMU sākotnējiem datiem, pozicionēšanas sistēmai ir jāatrisina grēki, kas ietver šādus četrus moduļus:

1. 1. Iegūstiet attieksmi informāciju, integrējot leņķisko ātruma informācijas izeju ar Gyro

2. Īpatnējais akselerometra produkcijas spēks tiek pārveidots ar attieksmes informāciju un Navigācijas koordinātu sistēma iegūst no pārvadātāja koordinātu sistēmas

3. 3. Veiciet smaguma aprēķinu, kaitīgu paātrinājumu, zemes rotācijas ātrumu un citu kompensācijas aprēķinu

4. Iegūstiet ātrumu un pozīciju no paātrinājuma informācijas integrācijas

Tomēr tas Jāatzīmē, ka integrācijas procesa radītā izlaides kļūda uzkrājies ar darba laiku

Ir divi veidi, kā automātiski vadīt riteni Informācija: ārējs un iekšējais.

Ārējā riteņa sensora raksturojums ir tāds, ka izšķirtspēja un precizitāte ir ļoti augsta, trūkums ir tas, ka struktūra ir sarežģīta, uzticamību ir grūti garantēt, un tas parasti ir piemērotāks kartes iegādei transportlīdzekļiem. Iebūvētā riteņu sensora raksturojums ir tāds, ka nav vajadzīgas ārējās iekārtas iekārtas. Trūkums ir tas, ka precizitāte ir zema un kļūda ir liela. Ja IF To izmanto automātiskiem braukšanas transportlīdzekļiem, tai ir jāiet cauri vairākiem apstrādes. Neatkarīgi no tā, kurš veids ir pieņemts, riteņu sensors ir ļoti svarīgs pozicionēšanai sistēmai.

Kustības ierobežojumi kopā ar transportlīdzekļa kustības raksturlielumiem

Tas Kārtības ierobežojums var nodrošināt, ka ārkārtējos gadījumos autonomā transportlīdzekļa pozicionēšanas rezultāti neradīs lielisku kļūdu.

Pieteikums bezpilota braukšanas

Ir dažādas automātiskās braukšanas pozicionēšanas metodes, un iesaistītie sensori ir atšķirīgi. Tāpēc autopilots bieži pieņem multi-sensoru kodolsintēze pozicionēšana. Multisensors kodolsintēzes pozicionēšana parasti ietver šādas daļas:

· Dati Preprocessing: ieskaitot Inerciālais navigācijas risinājums, GNSS Kvalitātes kontrole, LIDAR datu kļūdu kompensācija, aprēķins, pamatojoties uz riteņu sensoru, tiešsaistes novērtējumu un Kompensācija.

· saskaņošana un pozicionēšana, pamatojoties uz LIDAR datiem un augstas precizitātes Karte.

· Četri kodols moduļi:

1. 1. Zupts / Zihr / NHC, transportlīdzekļa kustības daļa

2. Ins izlīdzināšana

3. 3. Integrēts, apvienots

4. ĀTI, defektu noteikšana un izolācija

· Drošība saistībā ar moduļiem: Visu integritātes uzraudzība Izejas.

Šobrīd parasti izmantotā navigācijas un pozicionēšanas optimizācijas metode joprojām balstās uz tradicionālo Kalman Filtrs, kura Optimizācijas indekss ir samazināt valsts dispersija. Parasti būvēt Kalman Filtra modelis, pirmais solis ir izvēlēties valsti mainīgie. Šobrīd valsts novērtējums galvenokārt balstās uz navigācijas parametru kļūdu un transportlīdzekļu sensoru Kļūda. Tad, izmantojot vienas pakāpes prognozes un mērīšanas atjauninājumu, valsts vienādojums var būt rekursīvs laika domēnā. Turklāt ir daudz tradicionālās programmatūras metodes bojājumu diagnostikai un pozicionēšanas sistēmas izolācijai, piemēram, Chi kvadrātveida noteikšanai utt., No otras puses, to var realizēt ar aparatūru atlaišana. Par Piemērs, ar vairākiem GNSS / imūns, pozicionēšanas sistēma var sasniegt vairāku sensoru Atlaišana ar programmatūras analīzes atlaišanu un uzlabo uzticamību.

nozare

Saskaņā ar dažādiem scenārijiem, mobilā tālruņa pozicionēšanu, skaitot kustīgo pulksteņu skaitu un pozicionējot augstu precizitāti automātiskajai braukšanas transportlīdzeklim ir atšķirīgas prasības attiecībā uz precizitāti IMU, un precizitāte ir augsta, kas nozīmē, ka izmaksas ir augsta.

Precīza IMUs tiks izmantots raķetēm vai telpai Shuttles. Lai sasniegtu augstāku precizitāti IMU, daudzi ražotāji pievienos magnetometrus, pamatojoties uz trim akselerometriem un trīs giroskopi Lai uzlabotu uzticamību, daži palielinās sensoru skaitu