Tecnología de posicionamiento para la conducción autónoma Posicionamiento GNSS

La tecnología de posicionamiento para la conducción autónoma es una de las tecnologías clave para la consecución de la conducción autónoma.

En términos sencillos, el problema fundamental que la conducción autónoma debe resolver es: ¿Dónde estás ahora? ¿Adónde vas? ¿Qué camino tomar?

La pregunta "¿dónde estás ahora?" es la tecnología de posicionamiento que vamos a analizar hoy. Un coche autónomo solo puede decidir adónde ir si conoce su ubicación y combina la información del entorno con la información del destino.

Actualmente existen tres tipos de tecnologías de posicionamiento de alta precisión que se utilizan para la conducción autónoma:

1Posicionamiento basado en señales electrónicas, como el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS);

2El cálculo de trayectoria, una tecnología basada en la unidad de medición inercial (IMU), estima la posición y dirección actuales en función de la posición y dirección en el momento anterior;

3La coincidencia de características ambientales, es decir, el posicionamiento basado en lidar y sensores visuales, como la coincidencia lidar, requiere primero establecer un mapa de nube de puntos y luego hacer coincidir los datos recopilados por el lidar en tiempo real con la nube de puntos para determinar la información de ubicación actual del vehículo.

Cada uno de estos tres métodos tiene sus propias ventajas. Hoy analizaremos primero la tecnología de posicionamiento GNSS.

Puede que no estés familiarizado con el GNSS, pero si hablamos de GPS o Beidou (BDS), seguro que sí.

GNSS (Sistema global de navegación por satélite) 就是sistema mundial de navegación por satélitees un término general que incluye GPS en Estados Unidos, BDS en China, GLONASS en Rusia, GALILEO en Europa, etc.

El principio es fácil de entender, es decirDeterminar la posición de un receptor terrestre utilizando cuatro satélites con posiciones conocidas.Tomamos el GPS como ejemplo para explicar el principio del posicionamiento por satélite.

Cada satélite GPS que opera en el universo transmite constantemente su información de coordenadas de posición actual al mundo a través de señales satelitales. Cualquier receptor GPS puede recibir fácilmente esta información a través de su antena y ser capaz de leerla, es decirSe conocen las coordenadas espaciales de los cuatro satélites..

Cuando el satélite envía la información de ubicación, también adjunta la marca de tiempo cuando se envía el paquete de datos. Después de que el receptor GPS recibe el paquete de datos, resta el tiempo de la marca de tiempo a la hora actual (por supuesto, la hora actual solo puede ser determinada por el propio receptor GPS), que es el tiempo que tarda el paquete de datos en transmitirse por el aire. Al multiplicar el tiempo de transmisión del paquete de datos por la velocidad de transmisión, se puede obtener la distancia que recorre el paquete de datos por el aire, que es la distancia desde el satélite hasta el receptor GPS. En este momento,Se conocen las distancias de los cuatro satélites al receptor GPS..

A partir del conocimiento de la geometría sólida, se puede obtener la información de posición actual del receptor GPS.

Este método de posicionamiento también se llamaPosicionamiento de punto únicoorposicionamiento absoluto.

El problema más difícil de resolver en el posicionamiento GPS es el error. Existen muchas causas para los errores de posicionamiento, como la ionosfera, los equipos receptores, las obstrucciones y los efectos multitrayectoria. La oclusión significa que no se pueden recibir las señales de los satélites. El efecto multitrayectoria implica que no solo no se reciben las señales enviadas directamente por el satélite, sino también las reflejadas por edificios altos. De esta manera, el tiempo de propagación será incorrecto y la posición calculada también será errónea.

Para mejorar la precisión del posicionamiento GPS y reducir los errores, se añade un parámetro con coordenadas conocidas.Pruebe el receptor GPS para mejorar la precisión del posicionamiento, esto esPosicionamiento diferencial, También llamadoposicionamiento relativo.

Un sistema de aumento terrestre, comúnmente conocido como estación base, se despliega en un punto de coordenadas conocido. La estación base también puede recibir señales satelitales, calcular los valores de las coordenadas a partir de estas señales y compararlos con las coordenadas conocidas para obtener la desviación. Esta desviación se envía al receptor GPS para su posicionamiento en tiempo real mediante un enlace de transmisión de datos (equivalente a una línea de datos, pero inalámbrica) o una red de comunicación móvil. El receptor GPS realizará correcciones en función de la información recibida, mejorando así la precisión del posicionamiento.

La tecnología de diferencia de fase portadora (cinemática en tiempo real, RTK) es un método diferencial que procesa las mediciones de fase portadora de dos estaciones de medición en tiempo real. En pocas palabras, envía la fase portadora captada por la estación base al receptor del vehículo no tripulado, y este calcula la diferencia entre las observaciones de fase portadora del vehículo y la estación base para determinar las coordenadas. En general, la mayoría de los errores entre el receptor y la estación base presentan correlación espacio-temporal, por lo que la mayoría de estos errores pueden compensarse o reducirse. Cuando la distancia entre ambos no es grande, la diferencia de fase portadora puede lograr una precisión de posicionamiento de nivel centimétrico.

Este artículo se reproduce de «Automotive Technology Fresh Chat», que apoya la protección de los derechos de propiedad intelectual. Al reproducirlo, por favor, indique la fuente original y el autor. Si detecta alguna infracción, contáctenos para que lo eliminemos.