定位导航被拒绝后,首先想到的就是GPS【滔搏电竞】

企业新闻 | 2020-12-25
本文摘要:类似的市场需求室内定位技术用于火灾救援等紧急任务,例如,像火灾现场这样的场景,inkmode'href='http://info惯性导航定位精度再低也会漂移,特别是在这种大场景下,1~2的角度偏差会导致6~8米的偏移偏差。

定位导航被拒绝后,首先想到的就是GPS。中国也出售了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。然而,卫星定位不能用于室外环境。

技术

一旦进入室内,由于导航系统信号波动过快,卫星定位无法使用。那么,目前是否只是需要室内定位呢?答案是肯定的。

今天我们不谈室内定位技术在一些类似但最重要的场景中的应用,比如火灾救援、禁毒事故、应急救援、救灾等。类似的市场需求室内定位技术用于火灾救援等紧急任务,例如,像火灾现场这样的场景,ink mode ' href=' http://info.fire.hc360.com/ZT/ZT _ jx1/index . shtml ' target=' _ blank ' style=' padding 3360 px;margin: 0pxcolor: rgb(15,119,244);text-decoration : none;边框-底部-宽度: 1px;border-bottom-color: rgb(15,119,244);边框-底部-style:虚线;消防队员冲进着火的大楼,试图拯救幸存者,火势变得更加猛烈,烟雾弥漫。如果能够准确定位消防员的方位,后方指挥员可以控制消防员转移到火灾现场进行救援的动态趋势,并通过通讯设备获得现场人员的准确指挥,防止消防员在火灾现场迷失方向,只能在一定程度上增加伤亡。这也是室内定位技术的一个优点。

目前业界主流的室内定位技术广泛需要外部设施或先验数据库,如UWB、WiFi、蓝牙、地磁等。而火灾救援等紧急任务一般都是立即进行或者环境不允许布置外部定位基站或信标,因此没有一个能满足紧急任务下自主定位的拒绝。

因此,不依赖任何外部设备或先验数据库的惯性导航定位技术是目前相对稳定的手段。惯性导航定位技术是一种几乎自主的导航系统技术,与普通定位技术不同的是,它不依赖于导航系统卫星、无线基站、电子标签和先验数据库等任何辅助设备。对于应急任务室内定位的市场需求,定位产品能否超过空战效果,应从以下几个方面进行评估或测试:1。是否能适应环境中的各种步态,典型的步态有小步后退、小跑、侧移、衰退、上下等。

2.沿一条长直线折返50米以上,转到底,转5圈以上(半径2米以上),再沿原直线折返,评价偏移。如果偏置控制在1%以内,就是优秀产品(惯性导航在相同的角度和方位没有不可避免的漂移,不能尽量减小;3.重复上下楼梯来评价高度的准确性,尤其是在楼层判断上。我认为会出现频繁的落地失误,小失误可以被拒绝,但落地判断不会延误救援甚至导致可怕的犯规;4.在建筑物内进行现场测试。磁场是惯性导航室内定位最重要的信息之一,可以用来控制惯性导航的漂移。

但也更易受外界影响,尤其是建筑比较灵活,金属结构较多的情况下,大ink mode ' href=' http://www.secu.hc360.com/'target=' _ blank ' style=' padding 3360 px;margin: 0pxcolor: rgb(15,119,244);text-decoration : none;边框-底部-宽度: 1px;border-bottom-color: rgb(15,119,244);边框-底部-style:虚线;显示屏的环境不应评价定位产品磁场的抗干扰特性;5.如果条件允许,可以进行点火试验。火灾不会引起温度和气流的突然变化。气压计数据融合处理不好,高度不会有太大偏差。

简单的测试方法是通过空调调节室内外温差,通过进出室内外来测试定位的稳定性;6.是否方便或者需要外部基站协助可以评估。在火灾救援等紧急任务中,几乎不可能依靠任何外部基站。我们的微惯性泄漏定位产品GNW-FOEM无需外接基站协助即可保持45分钟左右的精度,在同类产品中处于领先地位;7.地图融合算法好坏。

无图无图的情况用于评价。我们的iNav智能定位引擎已经获得了地图输出模块。在室内地图信息条件下,可以长时间保持高精度而不漂移。典型测试是在商场做的,精度稳定在1小时内2米;8.数据通信方式的自由选择大致可以分为两种:一种是利用运营商的网络(利用基础网络的覆盖验证及其务实的通信机制),另一种是利用专网。

但目前还没有可以缓慢部署、佩戴方便、需要覆盖区域内消防救援的专用通信网络(一般来说,能超过覆盖区域地下一层就已经过了算术性能)。如果产品兼容运营商网络和专网,已经是比较好的了。一个不现实的产品分配方案是在一个主控终端分配4-8个单兵,如应急任务现场指挥系统方案图所示。

每个士兵都配备了一个定位模块(脚)和一个手持终端。模块提供人员移动数据后,通过蓝牙通信传输到手持终端,手持终端通过远场通信设备将数据传输到指挥中心。

技术

该系统可以导入室内地图,水平精度在0.3%以上,可以准确地进行楼层识别。现场和后场多个指挥官终端可以实时显示,不利于消防员现场指挥官调度,增加现场伤亡。之后可以实现任务音频,进行教学和经验总结。

微惯性泄漏室内定位技术在应急任务中具有不可替代的优势。在应急任务中,行业主流室内定位技术广泛需要外部设施,大多无法满足应急情况下自律定位的拒绝。这种情况下,首先想到的就是惯性导航室内定位技术。基于此,市场上出现了一批惯性导航公司。

海外代表公司有霍尼韦尔、SEERTechnology,产品定位精度基本在2%-5%,也就是说用户行驶1公里时,方位误差为20米,不能满足实际市场需求,不会延迟inkmode ' href=' http://nfo.fire.hc360.com/list/tsqc _ ZL . shtml '目标余量0pxcolor: rgb(15,119,244);text-decoration : none;边框-底部-宽度: 1px;border-bottom-color: rgb(15,119,244);“border-bottom-style:虚线;”对于与方位精度密切相关的紧急任务,如被困、获救等,整个产品不超过实战的技术指标。所以这部分产品也因为技术不成熟而未能关闭市场。

国内也有几家公司在做,比如作者工作的魏美森、根纳微科技。其中我们的产品定位精度超过0.3%,相当于转1公里后误差近3米。它能适应给定的行走姿势,如步行、小跑、侧身行走 一般来说,这种低成本的微机电系统器件不会有极高的方向漂移误差(100/h)和加速度误差。如果只使用普通的航位推算算法,加速度分数引起的速度和偏置误差会降低10%左右。

目前,微惯性泄漏的室内定位技术发展缓慢,主要用于应急救援或军事目的。可分为两种类型:(1)佩戴在腰部的惯性导航模块,采用传统的PDR航位推算方案;(2)基于足部运动模型开发了佩戴在足部的惯性导航模块,精度高;腰部方案更实用,但对于侧向运动、曲线、站姿等步态不会有明显的误差积累。目前我们的腰部惯性导航产品实验结果精度为2%,100米折返误差超过2m。

这些技术方案被业界知名的霍尼韦尔的DRM4000(图2)和SEERTechnology的NAViSEER(图3)采用,测量精度在2% ~ 5%左右。腰部惯性导航定位模块不能适应类似步态的环境,在空战中的应用受到限制。预计后期会频繁出现更优秀的产品和技术。

足部方案精度高,相对稳定。如果要求精度稳定在0.3%以内,基本可以满足应急任务的市场需求。建筑物内消防、禁毒、救援任务行进距离不宽,行驶1公里总误差3m,基本可以被用户拒绝。微惯性导航融合定位解决方案展示了室内小场景下的惯性导航定位。

经过长时间的驾驶,角度和方位漂移并不显著,因此在很多场景下并不用于其他辅助定位手段。但是这种显式惯性导航定位产品还有两个弱点:一是输入的是比较轨迹,多个人员的轨迹必须统一到一个坐标系中。目前广泛使用的是所有应急任务人员到达时都经过同一条宽直线,在应用层将轨迹转向统一坐标。第二种方法是部署两个脚垫(至少相隔10米),所有玩家依次踩在两个脚垫上,通过后台自动旋转,将多个玩家的比较轨迹统一到一个坐标系中。

第二,就显式惯性导航的定位精度而言,目前行业内0.3%的精度相对较低,但在大场景、长距离的情况下,由于惯性导航固有的漂移亲和力,仍然会有不小的累积误差(如图4右图所示),必须使用外部信息进行标定。为了解决这两个问题,我在这里分享一下我们的两个解决方案,给大家一个参考:(1)通过地图给出一个辅助微惯性导航位置;(2)利用外置蓝牙基站辅助微惯性泄漏定位。

惯性导航

如果能在应急任务场景中提供建筑物的室内地图信息,融合地图给定技术,使用基于地图信息的粒子滤波自动自学习路径算法,标定惯性导航定位中的崩溃误差,标定多条比较轨迹,构建长时间稳定定位,可以进一步增加辅助定位基站数量,降低定位系统复杂度。利用外置蓝牙基站辅助定位,目前我们多采用微惯性导航定位。通过对无限期提供的基站蓝牙信号进行校准,被定位人员将其惯性导航数据与建筑物内无限期提供的基站信息进行融合,以提供稳定、高精度的定位结果。

精度

同时构建了多人轨迹标定,实际测试结果体验不会更好。这里必须考虑的一个问题是辅助基站嵌入的灵活性和快速性。蓝牙也可以用于室内定位,但是信号发射范围相对较小,更容易被包括人体在内的环境覆盖和阻碍。

定位精度不低,一般在3米左右;而蓝牙设备重量轻,成本低,埋在一起更方便,对于紧急任务来说是很多优势。因此,高精度惯性导航定位是大多数,并结合 开车一个半小时左右,全程6公里左右。在不使用任何地图信息的情况下,构建长期高精度定位是可能的,第二位定位误差大于3.6米,90%以上的时间定位误差在2米以内。惯性导航定位精度再低也会漂移,特别是在这种大场景下,1 ~ 2的角度偏差会导致6 ~ 8米的偏移偏差。

通过iNav引擎融合优化蓝牙信标和惯性导航的数据后,将多人比较轨迹快速统一到第一人坐标系,构建实用的高精度定位。就说这个,我们之所以自由选择并明确提出微惯性泄漏的蓝牙室内定位解决方案,原因很简单,部署简单,对惯性导航漂移进行可变标定,自动构建多人轨迹的方向偏移,不需要任何地图信息融合,长期保持在稳定不可接受的精度范围内,非常适合应急任务室内场景。在实际使用中,转移到室内的第一批应急任务人员只能在一些关键位置(大门、楼梯转角等)随机放置3 ~ 4个蓝牙信标来完成部署。

),而之前团队成员的定位结果可以依靠这些蓝牙信标标签。室内定位技术有很多种,但依靠一种技术很难解决实际问题,也不能满足低成本、高精度、广覆盖的市场需求。

在未来很长一段时间内,微惯性泄漏定位将是应急任务室内定位解决方案的核心技术。关于作者:GZ(微信号:tonyfrog),Gna微科技技术总监。Gena Micro Technology是一家专注于微机电系统传感器、惯性导航、微波射频等核心技术的创业型公司。

自主研发了微惯性泄漏室内定位产品,精度和稳定性处于行业领先地位。产品仅限于军警/消防(应急、训练)、人员控制与防摔、VR、AGV等场景,获得全面专业的室内外全球定位技术解决方案。


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