W nawigacji samochodowej nawigacja zliczeniowa to system który wykorzystuje żyroskopy do oceny pozycji chwilowej pojazdu. Informacja ta w połączeniu z informacją o przebytej drodze pozwala na estymację położenia pojazdu, nawet w przypadku gdy system nawigacji nie widzi żadnego satelity systemy GPS na przykład w mieście lub w tunelu. Poważnym problemem systemów nawigacji zliczeniowej jest akumulacja błędów kąta podczas dłuższej sytuacji utraty widoczności satelitów. Po pewnym czasie błąd ten może być na tyle duży że uniemożliwi precyzyjne pozycjonowanie pojazdu. W poniższym artykule podane jest proste rozwiązanie tego problemu.
Jak działa nawigacja zliczeniowa
Poniższy wykres pokazuje podstawy działania systemu nawigacji zliczeniowej. Żyroskop dokonuje pomiaru obrotu pojazdu w kątach na sekundę. Kąt ten odpowiada pozycji chwilowej pojazdu, którą oblicza się poprzez całkowanie kąta po czasie. Z połączenia informacji o pozycji chwilowej z informacją dotyczącą przebytej drogi otrzymujemy informacje o pozycji pojazdu.
Z przypadku korzystania z, popularnych w zastosowaniach nawigacyjnych, cyfrowych żyroskopów scałkowany kąt można wyznaczyć jako sumę odczytanych kątów pomnożonych przecz czas integracji:
gdzie ri to kąt odczytany z żyroskopu, a n to liczba pomiarów. τ to czas integracji pomiaru.
Błąd pomiaru kąta w czasie można opisać wzorem:
gdzie ei to błąd pomiaru kąta każdej próbki, a n i τ to odpowiednia liczba próbek i czas integracji.
Zgodnie z tym wzorem, gdy czas integracji rośnie zakumulowany błąd zwiększa się, jak widać na poniższym rysunku. Częstotliwość próbkowania z którą zbierano dane wykorzystując płytkę ewaluacyjną z układem ADXRS810, symuluje układ nawigacji który zbiera łącznie 3300 próbek. Niebieska linia na poniższym wykresie pokazuje zebrane kąty, a czerwona sumaryczny błąd odczytu kąta. Oczywistym jest że błąd ten akumuluje się z czasem.
Źródła:
Część 2 - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2610593.html#12534814
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-07/dead_reckoning.html
Jak działa nawigacja zliczeniowa
Poniższy wykres pokazuje podstawy działania systemu nawigacji zliczeniowej. Żyroskop dokonuje pomiaru obrotu pojazdu w kątach na sekundę. Kąt ten odpowiada pozycji chwilowej pojazdu, którą oblicza się poprzez całkowanie kąta po czasie. Z połączenia informacji o pozycji chwilowej z informacją dotyczącą przebytej drogi otrzymujemy informacje o pozycji pojazdu.
Z przypadku korzystania z, popularnych w zastosowaniach nawigacyjnych, cyfrowych żyroskopów scałkowany kąt można wyznaczyć jako sumę odczytanych kątów pomnożonych przecz czas integracji:
gdzie ri to kąt odczytany z żyroskopu, a n to liczba pomiarów. τ to czas integracji pomiaru.
Błąd pomiaru kąta w czasie można opisać wzorem:
gdzie ei to błąd pomiaru kąta każdej próbki, a n i τ to odpowiednia liczba próbek i czas integracji.
Zgodnie z tym wzorem, gdy czas integracji rośnie zakumulowany błąd zwiększa się, jak widać na poniższym rysunku. Częstotliwość próbkowania z którą zbierano dane wykorzystując płytkę ewaluacyjną z układem ADXRS810, symuluje układ nawigacji który zbiera łącznie 3300 próbek. Niebieska linia na poniższym wykresie pokazuje zebrane kąty, a czerwona sumaryczny błąd odczytu kąta. Oczywistym jest że błąd ten akumuluje się z czasem.
Źródła:
Część 2 - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2610593.html#12534814
http://www.analog.com/library/analogdialogue/archives/47-07/dead_reckoning.html
Fajne? Ranking DIY