2020年03月29日

GPS三角定位

導航定位是利用電、磁、光、力學(xue)等(deng)科學(xue)原理與方法,通過測(ce)量與空中飛機、海(hai)上艦船、大洋(yang)里的潛艇、陸地(di)上的車輛、人流等(deng)運(yun)動物(wu)體每(mei)時(shi)每(mei)刻位置有關的參數,從而(er)實(shi)現(xian)對(dui)運(yun)動體的定位,並正確(que)地(di)從出發點沿(yan)著預(yu)定的路(lu)線,安全、準(zhun)確(que)、經濟地(di)引導到目的地(di),這(zhe)種技術(shu)就叫(jiao)導航技術(shu)。


裝(zhuang)在無人車上的GPS接(jie)收機,測(ce)量出無線電信號到達衛星的傳(chuan)播時(shi)間,再將傳(chuan)播時(shi)間乘以光速,即(ji)可得到當前GPS接(jie)收機到達衛星的距離,再用三角定位的幾(ji)何原理求得位置。


但是GPS定位精(jing)度低(di)、更(geng)新周期長,遠dui)恫荒藶zu)自動駕駛的需求。


RTK技術(shu)

為(wei)了解決GPS定位精(jing)度低(di)的問題,人們想到可以通過GPS+RTK的方法來解決定位問題,RTK是載波相(xiang)位差分技術(shu)。其(qi)中的基本(ben)原理是,車輛在行(xing)駛過程中是用GPS作為(wei)基準(zhun),在GPS更(geng)新的時(shi)候,通過RTK輔助(zhu),即(ji)利用RTK設備和信號塔設備通信修正GPS定位結果(guo),完成車輛的精(jing)確(que)定位。

       

在地(di)面上建設可以接(jie)收衛星信號的基站,基站具有精(jing)確(que)位置信息。車載GPS接(jie)收機和附近(jin)的基站同時(shi)接(jie)收衛星信號。此時(shi)基站和車輛是通過同一片大氣雲(yun)層和天氣接(jie)收的信號,兩(liang)者具有相(xiang)同的誤差。再根據基站的實(shi)際位置和誤差,可以反推(tui)出車輛的位置。

 

但是缺陷是RTK過去用在特定領域(yu)里,價(jia)格(ge)貴,推(tui)廣也(ye)比(bi)較(jiao)困難。同時(shi)差分GPS可以解決定位的精(jing)度問題,但是解決不了遮擋和tou)瓷湮侍猓 詿蟪鞘shi)高樓林(lin)立,立體的交通系di)持杏攀憑筒輝僬zhe)麼明顯。


IMU技術(shu)

在高樓周圍也(ye)可能導致原本(ben)收不到的衛星信號,經過大樓樓體的鏡面反射被接(jie)收到,這(zhe)種信號被稱(chen)為(wei)多路(lu)徑信號。根據多路(lu)徑信號計(ji)算得到的距離會明顯大于實(shi)際距離。

       

由于無人車行(xing)駛速度快,我(wo)們需要(yao)實(shi)時(shi)精(jing)準(zhun)定位以確(que)保無人車的安全。但是GPS的誤差不會隨著時(shi)間的推(tui)進而(er)增加。GPS更(geng)新頻率shi)停 蟾gai)在10Hz左右,即(ji)100ms才能定位一次。因此我(wo)們必須借(jie)助(zhu)其(qi)他(ta)的傳(chuan)感(gan)器來輔助(zhu)定位,增強(qiang)定位的精(jing)度。


車不是一直(zhi)走直(zhi)線的,所以單有加速度計(ji)不足(zu)以計(ji)算車輛的位置。用陀螺儀(yi)能測(ce)量當前的角速度,解決了車輛行(xing)駛的方jiao)虻奈侍狻<鈾俁燃ji)和陀螺儀(yi)合起來即(ji)是 IMU(慣性測(ce)量單元)一個解決速度,一個解決方jiao)頡MU 頻率為(wei)1000Hz,所以 IMU 可以提供接(jie)近(jin)實(shi)時(shi)的位置信息。


但是IMU的缺點事會產生誤差積累,運(yun)動誤差會隨時(shi)間增加而(er)增加,所以IMU只能短時(shi)定位。現(xian)在通用辦法是結合GPS和 IMU 來進行(xing)來汽車定位,一方面,IMU 彌補了GPS更(geng)新頻率較(jiao)低(di)的缺陷;另(ling)一方面,GPS反過來糾(jiu)正了 IMU 的運(yun)動誤差。


將GPS和IUM的優勢融合到一塊要(yao)用到卡爾曼(man)濾波器。GPS得到的經緯度信息作為(wei)輸入信號傳(chuan)入IMU,IMU再通過串口線與控制器相(xiang)連接(jie),以此獲取更(geng)高頻率shi)畝ㄎ喚 guo)。慣性傳(chuan)感(gan)器(IMU)是qiang)梢約jian)測(ce)加速度與旋轉運(yun)動的傳(chuan)感(gan)器。基礎(chu)的慣性傳(chuan)感(gan)器包括加速度計(ji)與角速度計(ji)。


對(dui)于模塊化的技術(shu),知道其(qi)工作原理和算法,有助(zhu)于我(wo)們更(geng)好的應該(gai)用。卡爾曼(man)濾波作為(wei)連續(xu)狀態空間問題的一種解決方案,已經成功(gong)運(yun)用在航海(hai)定位、火星登陸和自動導彈制導等(deng)領域(yu),也(ye)在無人駕駛的定位中發揮作用。


新聞中xing)/span>


在無人導航jiao)低(di)扯ㄎ恢姓zhan)露頭(tou)角的IMU技術(shu)

上一主題︰

下(xia)一主題︰

本(ben)網站由阿里雲(yun)提供雲(yun)計(ji)算及安全服務
河北快3 | 下一页