lodní doprava 
si 
Kurz GNSS + IMU Sensor Fusion v náročném prostředí
GNSS Nadpis + IMU Sensor Fusion v náročném prostředí
Zákaznický projekt: měření přesného a robustního kurzu
Přesný kurz je vyžadován v několika aplikacích, od batymetrických námořních průzkumů, letových ovladačů dronů atd.. Dnes se budeme zabývat konkrétním zákazníkem, který vyžaduje přesné čtení kurzu pro vizuální navádění těžkých strojů a získávání dat v extrémně náročných prostředích.
Náš zákazník používá tyto těžké stroje ve vysoké nadmořské výšce, obklopen alpským terénem, lesy a provozuje je někdy v extrémních polohách.
Lidé jsou obecně informováni o technologii GPS, protože se nachází v mnoha každodenních přístrojích.
Pokud právě čtete tento text, pravděpodobně znáte technologii RTK GNSS, která je schopna poskytnout přesnost na centimetrech.
Existuje další zajímavá aplikace, která není příliš populární, ale je opravdu působivá, využití technologie GNSS RTK s duálními anténami pro dosažení extrémně přesného zaměření, bez nutnosti jakékoli kalibrace a dokonce bez korekcí. Se dvěma anténami a jasnou oblohou můžete snadno dosáhnout přesnosti kurzu <0.01 stupně.
Směrové senzory: klady a zápory
Dobře, počkejte, než budeme mluvit o nejmodernějším kurzu založeném na GNSS, podívejme se na *hlavní senzory kurzu, abychom viděli jejich silné a slabé stránky.
- Magnetometr. Může to být nejoblíbenější snímač směru. Funguje to jako starý školní kompas.
Pro s Nízká cena, nízký výkon Citlivý na rušení, vyžaduje častou kalibraci Poskytuje absolutní kurz Nízká přesnost - IMU (bez magnetometru). Populární senzor, dostupný na každém smartphone.
Pro s Přesné krátkodobé odečty Poskytuje relativní záhlaví Rychlá a vysoká přesnost v krátkodobém horizontu Unášení v čase - Kurz nad zemí. Není to senzor sám o sobě, ale může být použit jako jeden. Rozlišuje polohu GNSS pro odhad kurzu pohybu vozidla (ne skutečného kurzu).
Pro s Poskytuje absolutní kurz Počítá pouze směr pohybu a nefunguje, pokud je vozidlo statické nebo při nízkých rychlostech Toto měření zajišťují všechny GNSS senzory Pomalé a citlivé na špatný signál GNSS - GNSS kompas. Může to být nejoblíbenější snímač směru. Funguje to jako starý školní kompas.
Pro s Vysoká přesnost, žádný drift Pomalé a citlivé na špatný signál GNSS Poskytuje absolutní kurz objemnější
- Magnetometr. Může to být nejoblíbenější snímač směru. Funguje to jako starý školní kompas.
*Záměrně vynecháváme FOG (gyroskop z optických vláken), RLD (prstencový laserový gyroskop), vizuální odometrii a další luxusní a drahé snímače kurzu
Který směrový senzor použijeme?
Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že všechny senzory mají určité výhody, ale žádný není dokonalý. Za velmi specifických podmínek může stačit použití jednoho senzoru.
Na obrázku níže můžete vidět takový příklad: vozidlo se pohybuje vpřed, s ničím nerušeným výhledem na oblohu, v takových podmínkách se senzory kursu nad zemí a GNSS kompasu téměř dokonale shodují:
ale skutečné podobné podmínky často nejsou tak dokonalé, připravili jsme několik příkladů, které ukazují typické chování.
Příklad 1: Pokud se stroj pohybuje dozadu, můžete vidět, jak kurz vozidla zůstává velmi stabilní, ale kurz nad zemí se posune o 180 stupňů, protože přijímač GNSS předpokládá, že vozidlo jede pouze vpřed.
Příklad 2: ztráta korekcí RTK/špatný příjem signálu GNSS v důsledku extrémní polohy/provozu v blízkosti lesa/provozu v hlubokém údolí. V tomto případě nejsou signály spolehlivé, vykazují hlučné chování a jasný nesoulad mezi senzory.
Robustní řešení je jednoznačně jedinou cestou. Bylo by skvělé, kdybyste mohli vzít to nejlepší z každého senzoru a zkombinovat je dohromady.
Ke zlepšení výše uvedených měření potřebujeme trochu ̶m̶a̶g̶i̶c̶ matematiky při míchání všech senzorů uvnitř simpleRTK2B SBC (GNSS kompas, IMU, magnetometr) v kombinaci s informacemi o příznakech stavu senzoru se tomu říká: fúze senzoru.
Výsledky: spolehlivý signál a spokojený zákazník!
V interaktivní tabulce níže můžete vidět původní senzory a signál virtuální fúze senzorů, vypočítaný v reálném čase.
Tento signál je imunní vůči rušení signálu GNSS, je rychlý a robustní.
Nastavení hardwaru
V tomto případě je nastavení extrémně jednoduché, 1x simpleRTK2B SBC se dvěma ZED-F9P a 2x Budget Survey GNSS vícepásmová anténa. Více informací o těchto produktech naleznete níže.
-
RTK2B Boards
simpleRTK2B SBC – Development Kit
od 899,00€ Tento produkt má více variant. Možnosti lze vybrat na stránce produktu -
