Российский производитель
ГНСС - оборудования
ГНСС - оборудования
Высокоточная траектория в реальном времени даже без спутников
Продолжая тему спутниковой навигации в городских условиях, решили рассказать об еще одном проекте, над которым сейчас работаем.
По прежнему вычисляем траекторию движения в режиме реального времени с высокой точностью. В качестве ровера используется двухантенный ГНСС-приемник, внешние антенны установлены на корпусе автомобиля, во внутреннюю память записываются координаты и курс.
Теперь, когда поток поправок стабилен и непрерывен, на открытых участках дороги траектория движения автомобиля вычисляется с необходимой точностью. Однако, как только по ходу движения попадаются всевозможные помехи: густой высокий лес по обе стороны от дороги, мосты, эстакады и пр., которые кратковременно закрывают небосвод – сигнал со спутников прекращает поступать на ГНСС-антенну приемника, решение «расходится» и точность траектории значительно падает. И так как автомобиль продолжает движение со своей стандартной скоростью, то до момента восстановления фиксированного решения может быть потеряна значительная часть траектории.
По прежнему вычисляем траекторию движения в режиме реального времени с высокой точностью. В качестве ровера используется двухантенный ГНСС-приемник, внешние антенны установлены на корпусе автомобиля, во внутреннюю память записываются координаты и курс.
Теперь, когда поток поправок стабилен и непрерывен, на открытых участках дороги траектория движения автомобиля вычисляется с необходимой точностью. Однако, как только по ходу движения попадаются всевозможные помехи: густой высокий лес по обе стороны от дороги, мосты, эстакады и пр., которые кратковременно закрывают небосвод – сигнал со спутников прекращает поступать на ГНСС-антенну приемника, решение «расходится» и точность траектории значительно падает. И так как автомобиль продолжает движение со своей стандартной скоростью, то до момента восстановления фиксированного решения может быть потеряна значительная часть траектории.
Поэтому наша главная задача: устранить (насколько это возможно) потерю траектории движения автомобиля при наличии помех для спутниковой навигации приемника в сложных городских условиях.
Кроме тоннелей, естественно, так как в них небосвод закрыт полностью и спутниковые сигналы отследить невозможно. Для решения мы используем усовершенствованный двухантенный ГНСС-приемник ОС-203 с поддержкой внешнего инерциального блока (ИНС - инерциальная система).
Кроме тоннелей, естественно, так как в них небосвод закрыт полностью и спутниковые сигналы отследить невозможно. Для решения мы используем усовершенствованный двухантенный ГНСС-приемник ОС-203 с поддержкой внешнего инерциального блока (ИНС - инерциальная система).
В настоящее время OC-203 снят с производства и заменен более современным и функциональным приемником 4GNSS OC-213
Инерциальная система позволяет моделировать движение объекта без использования внешних данных (курс, координаты со спутников) за счет определения его ускорения и угловых скоростей дополнительными датчиками: акселерометрами, гироскопами и др.
Таким образом, даже при отсутствии спутниковых сигналов ИНС может рассчитать координаты и курс движущегося объекта!
Таким образом, даже при отсутствии спутниковых сигналов ИНС может рассчитать координаты и курс движущегося объекта!
К сожалению, ИНС, которые могут работать без спутниковой навигации и называются платформенными, не подходят для нашего решения, так как они очень громоздкие и дорогостоящие.
Бесплатформенные ИНС (БИНС) гораздо дешевле и компактнее, но в обязательном порядке требуют опорных данных в виде спутниковой навигации. Именно такой инерциальный блок мы и используем.
Наша БИНС основана на датчиках МЭМС (микроэлектромеханические системы) и содержит 3х-осевой акселерометр и 3х-осевой гироскоп.
Мы сделали комплексированное ГНСС+ИНС решение, основанное на слабо-связанном фильтре. В процессор от навигационного приемника поступают готовые RTK координаты, составляющие скорости и их оценка точности. А от инерциального блока – ускорения, угловые скорости и их оценка точности по 3-м осям. Полученная таким образом траектория является намного более целостной.
Бесплатформенные ИНС (БИНС) гораздо дешевле и компактнее, но в обязательном порядке требуют опорных данных в виде спутниковой навигации. Именно такой инерциальный блок мы и используем.
Наша БИНС основана на датчиках МЭМС (микроэлектромеханические системы) и содержит 3х-осевой акселерометр и 3х-осевой гироскоп.
Мы сделали комплексированное ГНСС+ИНС решение, основанное на слабо-связанном фильтре. В процессор от навигационного приемника поступают готовые RTK координаты, составляющие скорости и их оценка точности. А от инерциального блока – ускорения, угловые скорости и их оценка точности по 3-м осям. Полученная таким образом траектория является намного более целостной.
На данный момент мы можем гарантировать высокоточную траекторию движения без потерь в течение 15-20 сек при потери слежения за навигационными спутниками. Результат достигнут, но мы все еще продолжаем его улучшать.
На картинках ниже показана траектория, которую мы получили при длительном отсутствии спутникового сигнала в тоннелях, подгрузив в процессор модель движения автомобиля.
На картинках ниже показана траектория, которую мы получили при длительном отсутствии спутникового сигнала в тоннелях, подгрузив в процессор модель движения автомобиля.
Зеленая траектория: ГНСС+ИНС
Синяя траектория: ГНСС+ИНС+Модель движения автомобиля
Очевидно, что достоверность траектории гораздо выше. Чем больше времени инерциальный блок не получает данных от навигационного приемника, тем хуже решение, тем дальше траектория от истинного положения. И, напротив, благодаря модели движения траектория даже в тоннеле хорошо "сидит" на основе.
Когда мы отработаем этот вариант до стабильного результата, то сможем гарантировать автономную работу БИНС до 1-2 минут без потери траектории!
Друзья, мы ищем лучшее решение для Ваших задач. Полученные результаты уже работоспособны и применимы для вычисления траектории движения в режиме реального времени с высокой точностью, но! Мы сделаем еще лучше. Когда итоговое решение будет устраивать нас полностью, с радостью поделимся результатами и представим готовый ГНСС+ИНС комплекс.
Синяя траектория: ГНСС+ИНС+Модель движения автомобиля
Очевидно, что достоверность траектории гораздо выше. Чем больше времени инерциальный блок не получает данных от навигационного приемника, тем хуже решение, тем дальше траектория от истинного положения. И, напротив, благодаря модели движения траектория даже в тоннеле хорошо "сидит" на основе.
Когда мы отработаем этот вариант до стабильного результата, то сможем гарантировать автономную работу БИНС до 1-2 минут без потери траектории!
Друзья, мы ищем лучшее решение для Ваших задач. Полученные результаты уже работоспособны и применимы для вычисления траектории движения в режиме реального времени с высокой точностью, но! Мы сделаем еще лучше. Когда итоговое решение будет устраивать нас полностью, с радостью поделимся результатами и представим готовый ГНСС+ИНС комплекс.
Вам понравилась статья?