и 
Повышена точность определения курса по GNSS для снегоуборочных машин с использованием GNSS+. IMU Слияние датчиков
Направление GNSS + IMU Слияние датчиков в сложных условиях
Проект клиента: точное и надежное измерение курса
Точное определение курса необходимо в ряде приложений: от батиметрических исследований моря до управления полетами беспилотников и т. д. Сегодня мы рассмотрим конкретного клиента, которому требуется точное определение курса для визуального управления тяжелой техникой и сбора данных в чрезвычайно сложных условиях.
Наш клиент использует эту тяжелую технику на большой высоте, в окружении альпийской местности, лесов и порой эксплуатирует ее в экстремальных условиях.
Люди, как правило, знакомы с технологией GPS, поскольку она используется во многих повседневных гаджетах.
Если вы сейчас читаете этот текст, то, вероятно, знакомы с технологией RTK GNSS, способной обеспечить точность на уровне сантиметра.
Есть еще одно интересное приложение, которое не очень популярно, но действительно впечатляет, использование технологии GNSS RTK с двумя антеннами для достижения чрезвычайно точного направления, без какой-либо калибровки и даже без поправок. С двумя антеннами и чистым небом вы можете легко получить точность <0.01 градуса в направлении.
Датчики направления: плюсы и минусы
Хорошо, подождите, прежде чем говорить о современных методах определения курса на основе GNSS, давайте рассмотрим *основные датчики определения курса, чтобы увидеть их сильные и слабые стороны.
- Магнитометр. Возможно, самый популярный датчик направления. Работает как старый школьный компас.
Pro В лице Низкая стоимость, низкое энергопотребление Чувствителен к помехам, требует частой калибровки Обеспечивает абсолютный заголовок Низкая точность - IMU (без магнитометра). Популярный датчик, доступен на каждом smartphone.
Pro В лице Точные краткосрочные показания Предоставляет относительный заголовок Быстрота и высокая точность в короткие сроки Дрейф со временем - Курс над землей. Не является датчиком сам по себе, но может использоваться как таковой. Он различает положение GNSS для оценки направления движения транспортного средства (не реального направления).
Pro В лице Обеспечивает абсолютный заголовок Рассчитывает только направление движения и не работает, если транспортное средство неподвижно или движется на низкой скорости. Все датчики GNSS обеспечивают это измерение. Медленный и чувствительный к плохому сигналу GNSS - Компас GNSS. Возможно, самый популярный датчик направления. Работает как старый школьный компас.
Pro В лице Высокая точность, отсутствие дрейфа Медленный и чувствительный к плохому сигналу GNSS Обеспечивает абсолютный заголовок Громоздкий
- Магнитометр. Возможно, самый популярный датчик направления. Работает как старый школьный компас.
*Мы намеренно не используем FOG (волоконно-оптический гироскоп), RLD (кольцевой лазерный гироскоп), визуальную одометрию и другие модные и дорогие датчики направления.
Какой датчик направления нам следует использовать?
Из таблицы выше видно, что все датчики имеют некоторые преимущества, но ни один из них не идеален. В очень специфических условиях использование одного датчика может быть достаточным.
На рисунке ниже вы можете видеть такой пример: транспортное средство движется вперед, при этом обзор неба ничем не загорожен, в таких условиях и курс относительно земли, и показания датчиков компаса GNSS совпадают практически идеально:
Однако реальные условия зачастую не столь идеальны, поэтому мы подготовили несколько примеров, демонстрирующих типичное поведение.
Пример 1: машина движется назад, вы можете видеть, как направление движения транспортного средства остается очень стабильным, но курс относительно земли смещается на 180 градусов, поскольку приемник GNSS предполагает, что транспортное средство движется только вперед.
Пример 2: Потеря RTK-коррекций/плохой прием сигнала GNSS из-за экстремального положения/работа вблизи леса/работа в глубокой долине. В этом случае сигналы ненадежны, они показывают шумное поведение и явное несоответствие между датчиками.
Надежное решение — это, очевидно, единственный выход. Было бы здорово, если бы вы могли взять лучшее от каждого датчика и объединить их вместе.
Чтобы улучшить вышеуказанные измерения, нам понадобится немного ̶m̶a̶g̶i̶c̶ математики для смешивания всех датчиков внутри simpleRTK2B SBC (GNSS-компас, IMU, магнитометр) в сочетании с ноу-хау относительно флагов состояния датчиков, это называется: слияние датчиков.
Результаты: надежный сигнал и довольный клиент!
На интерактивной диаграмме ниже вы можете увидеть исходные датчики и виртуальный сигнал слияния датчиков, рассчитанный в реальном времени.
Этот сигнал невосприимчив к помехам от сигналов GNSS, он быстрый и надежный.
Настройка оборудования
В этом случае настройка предельно проста, 1x simpleRTK2B SBC с двумя ZED-F9P и 2x Budget Survey Многодиапазонная антенна GNSS. Более подробную информацию об этих продуктах вы найдете ниже.
- RTK2B Boards
simpleRTK2B SBC – Development Kit
С 899,00€ Этот продукт имеет несколько вариантов. Опции можно выбрать на странице товара. -
