Apolo Notas del curso no tripulado lección - Posicionamiento

La tercera lección desde el principio, y finalmente a la misma base de cursos de ella!

1. Introducción Posicionamiento

El posicionamiento es no dejar que nadie sabe la ubicación exacta del enfoque del coche. Estoy seguro de que no me gustaría sentarse en un no saber dónde está el coche ahora 23333!
GPS exactitud de colocación es por lo general 1 ~ 3m, que los vehículos no tripulados no es suficiente. Aquí Insertar imagen Descripción
Y si rodeado de edificios altos, cañones, montañas, la precisión del GPS será aún peor: es por lo general en el 10 ~ 50m.
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Así que no podemos depender de GPS para determinar la información de ubicación, necesitamos un método más preciso. La práctica habitual es ver el contenido de los sensores del automóvil se comparan (mapa de alta precisión del contenido de la lección) y el contenido en el mapa. Un sensor de distancia del vehículo entre el vehículo y el obstáculo estática (tales como árboles, señales de tráfico, postes, paredes) se puede medir.
Se midió la distancia y la dirección de estos obstáculos estáticos en el propio sistema de coordenadas del vehículo en el sistema de coordenadas del vehículo, la dirección de avance del vehículo es siempre hacia adelante. Cuando el coche gire hacia la izquierda o la derecha, el sistema de coordenadas también se gira de manera que el coche puede siempre hacia delante. Aquí Insertar imagen Descripción
Sin embargo, con la rotación del coche, coordinar el vehículo sistema está destinado a ser incompatibles con las coordenadas del mapa. Y coordinar el vehículo sistema puede depender en el mapa de coordenadas conjunto del sistema en el sistema de navegación, es de entenderse que la conmutación del sistema de coordenadas (ROS La tf conversión típica).
Cuando un sensor para encontrar las señales en el mapa, vamos a coincidir con las coordenadas de las necesidades de los sensores para convertir el valor medido con el valor de las coordenadas del mapa, y viceversa, que se coloca a resolver el problema en un paso muy importante.
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Finalmente, todo el sistema debe estar bajo la precisión de posicionamiento preciso de 10 cm. Hay muchas maneras de localizar la siguiente, vamos a explorar juntos los pros y los contras de estos métodos.

2. Sebastián introducir posicionamiento

Las principales áreas de investigación es el posicionamiento de Sebastián, ha hecho que durante su permanencia en el profesor de Stanford más de 100 artículos sobre el posicionamiento de culto grande orz hermano.

3. GNSS RTK_a

Si se pierde en la naturaleza, ver un árbol, lejos de su propia 75m, se puede determinar que el mismo en un círculo de 75 m de radio, pero no puede determinar la ubicación específica del árbol: Aquí Insertar imagen Descripción
Ahora, sabemos que una casa, lejos de su propia 64m de distancia, entonces podemos determinar su propio en una de las dos intersecciones de dos círculos, pero no todavía no conoce la ubicación específica: Aquí Insertar imagen Descripción
pero si saben que su propia calle una distancia de 55m, ahora combinado con mapas, que puede exacta ellos saben que su propia posición:
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más de un proceso llamado " triangulación " es el principio de funcionamiento del GPS.

4. GNSS RTK_b

GNSS: Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS)
del GPS :, Ltd Únete a la libre Sistema de Posicionamiento (GPS)
del sistema de navegación por satélite GPS es Estados Unidos. Además, el ruso GLONASS, Galileo de la UE; Beidou de China. Este principales sistemas de navegación conocen colectivamente como GNSS
del GPS es el sistema GNSS más ampliamente utilizado. GPS se divide en tres partes:

  1. La primera parte es un satélite
  2. La segunda parte de las estaciones de control ubicadas en todo el mundo
  3. La tercera parte es un sistema de recepción (por ejemplo, teléfonos móviles, ordenadores y otros dispositivos)

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Dado que la distancia medida es la hora del GPS * velocidad de la luz, que está equipado con relojes atómicos en el tiempo del satélite, todavía hay un error en la medición de la distancia. Aquí Insertar imagen Descripción
Para ser más precisos, cuando se utiliza en conjunción con GPS normalmente RTK (en tiempo real cinemática) utilizado, la RTK por la diferencia de fase, el error de posicionamiento GPS puede ser eliminado en gran medida. Aquí Insertar imagen Descripción
La combinación de precisión RTK GPS puede ser controlada dentro de 10 cm, pero en la cara de edificios de gran altura, etc., GPS está siendo estirada, otra desventaja de GPS es que la frecuencia de actualización es demasiado bajo, no puede cumplir con los requisitos de tiempo real.Aquí Insertar imagen Descripción

El _a navegación inercial

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Un sistema de navegación inercial (INS, INS para abreviar) es un uso de acelerómetros y giroscopios para medir el objeto de aceleración y velocidad angular , y el sistema de navegación asistido por ordenador para estimar la continua la posición del objeto en movimiento, la velocidad y actitud. No se requiere un marco de referencia externo.

6. _b de navegación inercial

INS velocidad de actualización de datos, una buena precisión y estabilidad a corto plazo, sin embargo, la información de navegación se genera mediante la integración porque el posicionamiento de error aumenta con el tiempo, la precisión a largo plazo, no habrá error acumulativo;

Por lo tanto, la unidad de medición inercial (Inglés: unidad de medición inercial, denominado IMU) y el receptor combinado GPS, tomar sus propias desventajas: por un lado, la alta frecuencia de actualización IMU compensar una baja frecuencia de actualización de los gps desventaja, por el contrario, gps corrige la IMU error de movimiento.

Pero frente a la situación tal, tales como túneles, garaje subterráneo, incluso GPS + IMU modelo, debido al largo tiempo de actualización del GPS, vehículos no tripulados no pueden obtener un posicionamiento preciso.

7. El posicionamiento radar láser

Lidar, puede estar posicionado para que coincida con el vehículo no tripulado punto de enturbiamiento. El método utiliza datos de detección de radar láser continuamente coincida con los mapas preexistentes de alta precisión, hay muchos algoritmos para coincidente.

ICP (iterativo más cercano Point iterativo algoritmo punto más cercano), la esencia de ICP algoritmo se basa en la coincidencia óptima del método de mínimos cuadrados, se repite, "para determinar la correspondencia entre el punto de ajuste → calcular el óptimo rígido transformación" proceso hasta que una representación adecuada criterios de convergencia se cumplen partido. Sobre ICP algoritmo puede hacer referencia a este blog.

Otro algoritmo filtro adaptado es un algoritmo de punto de enturbiamiento. Apolo utiliza un algoritmo de filtrado histograma. Aquí Insertar imagen Descripción
filtrado de Kalman es otro algoritmo de localización Lidar, en el filtro de Kalman, se puede referir a blog anterior, he mencionado.

Lidar ventaja de la localización es su robustez (robustez) buen sexo. Inconveniente es que se necesita para avanzar en mapas de alta precisión y caros de radar láser, y mapas de alta precisión requieren una actualización frecuente, pero esto es casi imposible, ya que el entorno que lo rodea está cambiando constantemente para siempre. De hecho, claramente es el costo.

8. posicionamiento visual

Sólo difíciles de localizar por la imagen, por lo general se requiere la integración con otros sensores. Aquí Insertar imagen Descripción
principio posicionamiento visual es el filtro de partículas. El filtro de partículas llamada se refiere a: mediante la búsqueda de un conjunto de muestras aleatorias propagadas en el espacio de estados a la representación aproximada de la función de densidad de probabilidad, con una media de la muestra en lugar de la operación de integración, y aún más el proceso de obtención de la estimación mínima del estado del sistema varianza, estas muestras son imágenes de conocida como "partículas", por lo tanto llamado filtro de partículas. Aquí Insertar imagen Descripción
Usando el principio de la filtración de partículas, una cámara de líneas de carril, con el fin de lograr la orientación de igualar. Aquí Insertar imagen Descripción
La ventaja es que el posicionamiento visual de bajo costo, fácil de obtener información de la imagen; desventaja es la falta de dependencia de la información en tres dimensiones y el mapa tridimensional.

9. Lugar de Apolo

Apolo posicionamiento basado en multi-sensor utiliza un GPS, IMU y sistema de posicionamiento de fusión radar láser. Este método de fusión utiliza las fortalezas complementarias de diferentes sensores para mejorar la precisión y la estabilidad.

Apolo módulo de posicionamiento depende de la IMU, GPS, láser, radar y de alta precisión mapa. Estos sensores GNSS FIX y apoyo LiDAR posicionamiento. posición GNSS posicionamiento y la salida de información de la velocidad, la salida de la información LiDAR posición de posicionamiento y la dirección de desplazamiento, la fusión en el marco de combinar estas salidas filtro de Kalman.

Kalman predicción filtro basado en un periodo de medición de dos pasos, el Apolo, la solución de navegación inercial para la etapa de predicción del filtro de Kalman, para el posicionamiento de las mediciones GNSS y LiDAR Kalman etapa de actualización de filtro.
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10. Proyecto ejemplo: ser auto dirigido revisión curricular y 11

ligeramente

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