Technologia pozycjonowania autonomicznej jazdy Pozycjonowanie GNSS

Technologia pozycjonowania podczas jazdy autonomicznej jest jedną z kluczowych technologii umożliwiających realizację koncepcji jazdy autonomicznej.

Mówiąc prościej, fundamentalny problem, który musi rozwiązać autonomiczna jazda, brzmi: Gdzie jesteś teraz? Dokąd zmierzasz? W którą stronę jechać?

Pytanie „gdzie teraz jesteś” to technologia pozycjonowania, którą omówimy dzisiaj. Samochód autonomiczny może zdecydować, dokąd pojechać dalej, tylko jeśli zna swoją lokalizację, a następnie łączy informacje o otoczeniu z informacjami o celu podróży.

Obecnie w pojazdach autonomicznych stosuje się trzy rodzaje technologii pozycjonowania o wysokiej precyzji:

1Pozycjonowanie na podstawie sygnałów elektronicznych, takich jak Globalny System Nawigacji Satelitarnej GNSS;

2.Technologia pomiaru trasy oparta na bezwładnościowej jednostce pomiarowej IMU szacuje bieżącą pozycję i kierunek na podstawie pozycji i kierunku w poprzednim momencie;

3Dopasowywanie cech środowiskowych, czyli pozycjonowanie na podstawie danych z lidaru i czujników wizualnych, np. dopasowywanie lidaru, wymaga najpierw utworzenia mapy chmury punktów, a następnie dopasowania danych zebranych przez lidar w czasie rzeczywistym do chmury punktów w celu określenia informacji o bieżącej lokalizacji pojazdu.

Każda z tych trzech metod ma swoje zalety. Dzisiaj przyjrzymy się najpierw technologii pozycjonowania GNSS.

Możesz nie znać systemu GNSS, ale jeśli mówisz o GPS lub Beidou (BDS), to znaczy, że je znasz.

GNSS (globalny system nawigacji satelitarnej).globalny system nawigacji satelitarnej, to ogólny termin obejmujący GPS w Stanach Zjednoczonych, BDS w Chinach, GLONASS w Rosji, GALILEO w Europie itd.

Zasada jest łatwa do zrozumienia, mianowicieOkreślanie położenia odbiornika naziemnego przy użyciu czterech satelitów o znanych położeniach. Przyjrzymy się zasadzie pozycjonowania satelitarnego na przykładzie GPS.

Każdy satelita GPS działający we wszechświecie stale przesyła światu informacje o swojej aktualnej pozycji za pośrednictwem sygnałów satelitarnych. Każdy odbiornik GPS może z łatwością odebrać te informacje za pośrednictwem swojej anteny i odczytać je, tj.Znane są współrzędne przestrzenne czterech satelitów.

Kiedy satelita wysyła informacje o lokalizacji, dołącza również znacznik czasu w momencie wysłania pakietu danych. Po odebraniu pakietu danych odbiornik GPS odejmuje czas ze znacznika czasu od czasu bieżącego (oczywiście czas bieżący może być określony tylko przez sam odbiornik GPS), czyli czasu potrzebnego na przesłanie pakietu danych w powietrzu. Mnożąc czas transmisji pakietu danych w powietrzu przez prędkość transmisji, można uzyskać odległość, na jaką pakiet danych jest przesyłany w powietrzu, czyli odległość od satelity do odbiornika GPS. W tej chwili,Znane są odległości czterech satelitów od odbiornika GPS.

Bazując na wiedzy z zakresu geometrii bryłowej, można uzyskać informacje o aktualnym położeniu odbiornika GPS.

Tę metodę pozycjonowania nazywa się równieżPozycjonowanie jednopunktoweorpozycjonowanie absolutne.

Najtrudniejszym problemem do rozwiązania w pozycjonowaniu GPS jest błąd. Istnieje wiele przyczyn błędów pozycjonowania, takich jak jonosfera, urządzenia odbiorcze, przeszkody i efekty wielodrożności. Okluzja oznacza, że ​​sygnały satelitarne nie mogą być odbierane. Efekt wielodrożności oznacza, że ​​nie są odbierane nie tylko sygnały wysyłane bezpośrednio przez satelitę, ale również sygnały odbite od wysokich budynków. W ten sposób czas propagacji będzie błędny, a obliczona pozycja również.

Aby zwiększyć dokładność pozycjonowania GPS i zmniejszyć liczbę błędów, ludzie dodają parametr ze znanymi współrzędnymiPrzetestuj odbiornik GPS, aby poprawić dokładność pozycjonowania.Pozycjonowanie różnicowe, Zwanypozycjonowanie względne.

Naziemny system wspomagający, powszechnie znany jako stacja bazowa, jest rozmieszczony w punkcie o znanych współrzędnych. Stacja bazowa może również odbierać sygnały satelitarne, obliczać wartości współrzędnych na ich podstawie, a następnie porównywać je ze znanymi współrzędnymi w celu uzyskania odchylenia. Odchylenie jest następnie przesyłane do odbiornika GPS, który ustala położenie w czasie rzeczywistym za pośrednictwem łącza transmisji danych (łącze transmisji danych jest odpowiednikiem łącza danych, ale to łącze danych jest bezprzewodowe) lub sieci telefonii komórkowej. Odbiornik GPS, który ma zostać ustalony, wprowadza poprawki na podstawie otrzymanych informacji, zwiększając w ten sposób dokładność pozycjonowania.

Technologia różnicy faz nośnych (Real Time Kinematic, RTK) to metoda różnicowa, która przetwarza pomiary fazy nośnej z dwóch stacji pomiarowych w czasie rzeczywistym. Mówiąc prościej, przesyła ona fazę nośną zebraną przez stację bazową do odbiornika bezzałogowego pojazdu, a odbiornik oblicza różnicę między obserwacjami fazy nośnej z maszyny i stacji bazowej, aby obliczyć współrzędne. Ogólnie rzecz biorąc, większość błędów między odbiornikiem a stacją bazową jest skorelowana w czasie i przestrzeni, więc większość błędów można zniwelować lub zmniejszyć. Gdy odległość między nimi nie jest duża, różnica faz nośnych może sprawić, że dokładność pozycjonowania osiągnie poziom centymetrów.

Niniejszy artykuł został przedrukowany z „Automotive Technology Fresh Chat”, serwisu wspierającego ochronę praw własności intelektualnej. Prosimy o podanie oryginalnego źródła i autora przy przedruku. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt w celu usunięcia artykułu.