teoria i zastosowanie Pozycjonowanie precyzyjne

Oczekuje się, że zakończy czytanie w ciągu 12 minut

Od mobilnego Internetu do Internetu w Internecie lokalizacja jest podstawową i niezbędną informacją, ale z wymagań dotyczących zastosowań w branży wyrafinowanej, tylko wyższa lokalizacja precyzji.Informacje mogą przynieść wyższą wartość, ludzie mogą dokładniejszie dokładniej znać lokalizację rzeczy, znać konkretną lokalizację ludzi, a lepiej zarządzaj przedsiębiorstwami, personelem lub materiałami. Za . Przykład, aby zapewnić bezpieczeństwo osobiste personel budowlany tunelowego, aby pomóc więzieniu zbudować globalny i wizualny nadzór platforma; Aby poprawić efektywność zapewnienia bezpieczeństwa petrochemicznego przemysłu; Aby pomóc aktualizować inteligentne zarządzanie konstrukcją

Jednak powyższe branże mają wysokie wymagania Ultra-wysoki Dokładność pozycjonowania, duża pojemność, niskie opóźnienie i wysokie odświeżanie stopa.

Lokalizacja i technologia nawigacji jest odpowiedzialna za dostarczanie informacji o ruchu w czasie rzeczywistym (takie jak autonomiczny pojazd), w tym pozycję nośną, prędkość, postawę, przyspieszenie, prędkość kątowa itp. Autopilot często przyjmuje sposób Wielojemnik fuzja pozycjonowanie. To . Papier przedstawia głównie stosowanie IMU w automatycznej jazdy pozycjonowanie.

Zasada pracy wysokiej precyzji

Na poziomie percepcji niezamiętanego pojazdu znaczeniu pozycjonowania jest oczywiste. Niezanowny pojazd musi znać dokładną pozycję w stosunku do środowiska, a nie może być więcej niż 10 cm . błąd w pozycjonowaniu tutaj.

GPS może zapewnić bezwzględne pozycjonowanie poziomu licznika pojazdów, różnicowych GPS lub RTK GPS może zapewnić bezwzględne pozycjonowanie poziomu centymetru dla pojazdów, ale nie wszystkie sekcje mogą uzyskać dobre sygnały GPS w ogóle czasy. Dlatego w dziedzinie automatycznej jazdy, wyjście RTK GPS jest ogólnie zintegrowany z czujnikami IMU i Automobile (takie jak prędkościomierz koła, czujnik kąta kierownicy, itd.).

Pełna nazwa IMU jest bezwładna jednostka pomiarowa, która zwykle składa się z obróbki żyroskopu, akceleratora i algorytmu jednostki. Poprzez pomiar przyspieszenia i kąt obrotu możemy uzyskać samotność utwór. My . Zadzwoń do tradycyjnego IMU i systemu w połączeniu z korpusami pojazdu, GPS i innymi algorytmami fuzji informacji jako uogólnione IMU dla automatycznego jazdy.

Pojawienie się tej technologii nadrabia brak pozycjonowanie GPS.i dwa wzajemnie się uzupełniają, umożliwiając autopilot, aby uzyskać najbardziej dokładną lokalizację informacje. Obecnie najczęściej stosowaną metodą pozycjonowania niezamiętanego pojazdu jest integracja globalnego systemu pozycjonowania (GPS) i wewnętrzny system nawigacji (Ins).

Zintegrowana nawigacjaobejmuje złożoną transformację układu współrzędnych, które wymaga początkowej kalibracji inercyjnej nawigacji System. Ogólnie rzecz biorąc, system nawigacji odniesienia (taki jak GNSS) Służy do podawania bezwładnościowego systemu nawigacji o początkowej wartości pozycji (Celem jest ustanowienie pierwszej matrycy współrzędnych transformacji układu współrzędnych geograficznych i współrzędnych uziemienia System) i początkowa prędkość wartość; Początkowy kąt postawy (The produkcja IMU) jest uzyskiwany przez wartość pomiarową IMU lub przez przyrząd pomiarowy (Inklinometr lub podwójna panorama wysoka precyzja Orientacja GPS System) W stosunku do bieżącego kąta nastawienia poziomej układu współrzędnych nawigacji, znany również jako kąt Eulera, inicjuje przekształcenie czwartorzędowe i współrzędne Matrix.

Za . System pozycjonowania wnętrz, dostosowany lokalny układ współrzędnych prostokątnych (ogólnie, określony kąt obszarze pozycjonowania jest wybrany jako pochodzenie, linia graniczna jako oś X, kryterium prawowe określa osi Y i pionowe zmielony w górę jako osi Z) jest używany jako współrzędny nawigacji System. Ponieważ . Oba są prostokątnymi układami współrzędnych, ale pochodzenie i kierunek układu współrzędnych są różne, wymagane są przemieszczenie pochodzenia i obrót osi, więc wymagane jest również początkowe wyrównanie. Po początkowym wyrównaniu procesu obliczeniowego Ins jest uruchomiony, macierz transformacji quaternion i postawy są aktualizowane przez przeczytanie wartości pomiaru prędkości kątowej IMU, a następnie prędkość i pozycja są aktualizowane. Wreszcie prędkość i pozycja można przekształcić do innych systemów współrzędnych docelowych do ekspresji, takich jak długość geograficzna i geograficzna highland sferyczny układ współrzędnych GNSS . . .

Wysoka precyzyjna metoda pozycjonowania

Aby spełnić wymagania autopilota do nawigacji i pozycjonowania, przyjęte są następujące metody:

Nawigacja bezwładna Ins.

Obecnie powszechnie stosowane jednostki pomiarowe bez inercyjnego (IMU) Do automatycznej jazdy można podzielić na dwie kategorie zgodnie z Dokładnością: Pierwsza kategoria opiera się na gyroskopie światłowodowym (mgła) IMU, który charakteryzuje się wysoką dokładnością, ale także wysoki koszt i jest na ogół stosowany do pojazdów do pozyskiwania mapy o wysokiej dokładności Wymagania. Drugim typem jest IMU na podstawie urządzeń MEMS, który charakteryzuje się małą objętością, tanie, silną zdolnością adaptacyjną, ale wada jest duża błąd IF . Jest używany w automatyczny pojazd jazdy, musi przejść przez bardziej złożony przetwarzanie. W celu uzyskania wyjścia nawigacyjnego i pozycjonowania z oryginalnych danych IMU system pozycjonowania musi rozwiązać grzechy, które obejmuje następujące cztery moduły:

1. . . Uzyskaj informacje o postawach, integrując wyjście informacji o prędkości kątowej przez Gyro

2. . . Specyficzna siła wyjścia akcelerometru jest przekształcana przez informacje o postawach i System współrzędnych nawigacji. jest uzyskiwany z układu współrzędnych przewoźnika

3. . . Wykonaj obliczenia grawitacyjne, szkodliwe przyspieszenie, prędkość obrotu ziemskiego i inne obliczenia kompensacyjne

4. . Uzyskaj szybkość i pozycję z integracji informacji o przyspieszeniu

Jednak to powinna Należy zauważyć, że błąd wyjściowy spowodowany przez proces integracji gromadzi się z czasem pracy

Istnieją dwa sposoby automatycznej jazdy, aby uzyskać koło Informacje: zewnętrzny i wewnętrzny.

Charakterystyką czujnika koła zewnętrznego jest to, że rozdzielczość i precyzja są bardzo wysokie, wadą jest to, że struktura jest złożona, niezawodność jest trudna do zagwarantowania, a na ogół jest bardziej odpowiedni dla nabywania mapy Pojazdy Charakterystyką wbudowanego czujnika koła jest to, że nie ma potrzeby zewnętrznej sprzęt. Wadą jest to, że dokładność jest niska, a błąd jest duży. IF . Jest używany do automatycznych pojazdów jazdy, musi przejść przez wiele przetwarzanie. Niezależnie od tego, w którą stronę jest przyjęty, czujnik koła jest bardzo ważny dla pozycjonowania System.

Ograniczenia ruchu w połączeniu z charakterystyką ruchu pojazdu

To . Rodzaj ograniczenia ruchu może zapewnić, że w skrajnych przypadkach wyniki pozycjonowania autonomicznego pojazdu nie wytworzy wspaniałych błędów.

Aplikacja w jazda bezzałogowa

Istnieją różne metody automatycznego pozycjonowania jazdy, a zaangażowane czujniki są również różne. Dlatego autopilot często przyjmuje sposób Multi-czujnik fuzja pozycjonowanie. Multisensor . Pozycjonowanie fuzyjne ogólnie obejmuje następujące elementy części:

· Dane Preprecessing: włącznie z Rozwiązanie nawigacyjne inercyjne, GNSS Kontrola jakości, kompensacja błędów LIDAR, obliczenia oparte na czujniku koła, oszacowanie online i kompensacja.

· Dopasowanie i pozycjonowanie na podstawie danych LIDAR i precyzyjna precyzyjna Mapa. ​​

· Cztery rdzeń moduły:

1. . . Zupt . / . Zihr . / . NHC, część ograniczenia ruchu pojazdu

2. . . wyrównanie

3. . . Zintegrowany, łączony

4. . FDI, wykrywanie błędów i izolację

· Powiązane bezpieczeństwo Moduły: Monitorowanie integralności wszystkich wyjść

Obecnie powszechnie używana metoda optymalizacji nawigacji i pozycjonowania jest nadal oparta na tradycyjnym Kalman filtr, którego Indeks optymalizacji jest zminimalizowanie stanu wariancję. Ogólnie do budowy Kalman Model filtrów, pierwszym krokiem jest wybranie zmiennych stanu Obecnie oszacowanie państwa jest głównie na podstawie błędu parametrów nawigacji i czujnika pojazdu Błąd. Następnie, dzięki przewidywaniu i aktualizacji pomiaru, równanie stanu może być rekurencyjne w czasie domena. Ponadto istnieje wiele tradycyjnych metod oprogramowania do diagnozy błędu i izolacji systemu pozycjonowania, takie jak wykrywanie kwadratowe Chi, itd. Z drugiej strony można zrealizować sprzętem redundancja. Za . Przykład, z wieloma GNSS . / . imu, system pozycjonowania może osiągnąć Multi-czujnik Redundancja z redundancją analizy oprogramowania i poprawa niezawodność.

przemysł

Według różnych scenariuszy, pozycjonowanie telefonu komórkowego, licząc liczbę ruchomych zegarków i pozycjonowania wysokiej dokładności automatycznego pojazdu napędowego ma różne wymagania dotyczące dokładności IMU, a dokładność jest wysoka, co oznacza, że ​​koszt jest wysoki.

Dokładniejsze IMU zostanie użyte do pocisków lub przestrzeni wahadłowe. W celu osiągnięcia większej dokładności IMU wielu producentów doda magnetometometry na podstawie trzech akcelerometrów i trzy żyroskopy. W celu poprawy niezawodności niektórzy zwiększą liczbę czujników