Der Blog dieses Monats entstand nach einem Gespräch mit einem Ingenieur auf einer Automobilausstellung, die kürzlich stattgefunden hat. Er fragte sich, warum wir bei der Erstellung einer Konfigurationsdatei die Benutzer bitten, die Genauigkeit der Messungen zu bestätigen. Genauer gesagt wollten sie wissen, warum die Standardgenauigkeit 10 cm beträgt, wo doch die meisten Menschen viel genauer messen können? Und das sind beides sehr gute Fragen.
Der Hintergrund
Wir beginnen mit der Klärung dessen, worüber wir sprechen. Bevor eines unserer inertialen Navigationssysteme (INS) verwendet werden kann, muss eine Konfiguration in dieses System hochgeladen werden. Eine Konfiguration ist eine Datei (technisch gesehen sind es mehrere Dateien, aber sie werden als eine einzige gespeichert und an das INS gesendet), die vom NAVconfig-Programm erstellt und in Ihr INS hochgeladen wird. In der Konfigurationsdatei sind Informationen darüber:
- welche Funktionen aktiviert werden sollten und wie sich das System verhalten sollte
- wie Sie es in das Fahrzeug eingebaut haben und wo sich bestimmte Komponenten in Bezug auf die IMU befinden
Und es sind die Messungen, die sich darauf beziehen, wie das System installiert ist und wo sich Komponenten wie die Antennen relativ zum IMU-Messpunkt befinden, die vom Benutzer die Angabe ihrer Messtoleranz erfordern.
Die Notwendigkeit von Toleranz
Warum verwenden wir also eine Standardtoleranz von 10 Zentimetern, wenn es klar ist, dass die meisten Menschen innerhalb von 1-2 mm genau messen können? Erstens kann es schwierig sein, einige der erforderlichen Messungen zu erhalten, wenn man um das Auto herum arbeitet. Die INS kann z. B. im Kofferraum installiert sein, wo sie schwer zu sehen ist. Das bedeutet, dass es schwierig ist, den vertikalen Abstand zwischen dem IMU-Ursprung und einer an der Vorderseite des Daches montierten Antenne zu messen. Trotzdem ist es immer noch vernünftig, zu erwarten, dass jemand innerhalb von ein oder zwei Zentimetern des richtigen Wertes liegt. Warum also die 10-cm-Vorgabe, die wir verwenden?
Es gibt noch einen weiteren Grund für die großzügige Toleranz, die z. B. bei der Festlegung der Position der Primärantenne verwendet wird. Das heißt, dass die INS Sie nicht wirklich nach dem genauen Standort fragt, weil sie das viel exakter als Sie feststellen kann. Und das, obwohl es rechenintensiv ist, weil es so viele Orte gibt, an denen die Antenne sein könnte. Stattdessen bittet das System Sie, ihm zu helfen, indem Sie einen imaginären Würfel definieren, innerhalb dessen es seine Suche einschränken soll. Wenn Sie also den Standort der Antenne innerhalb von NAVconfig festlegen und die Standardtoleranz von ±10 cm verwenden, begrenzen Sie eigentlich nur den Bereich, in dem das INS seine Lösung finden muss, auf einen Würfel von 20 x 20 x 20 cm. Eine Ausnahme bildet der Abstand zwischen der Primär- und der Sekundärantenne (sofern verwendet). Diese muss so genau wie möglich gemessen werden, idealerweise auf 3 mm genau.
Die Notwendigkeit der Genauigkeit
Warum sich also überhaupt die Mühe machen, genau zu messen? Warum nicht einfach alle auf Null belassen und die Toleranz auf ±5 m einstellen? Schließlich sollte das ein ausreichend großes Suchgebiet sein, um die meisten Autos und Lieferwagen zu erfassen, oder nicht? Die Antwort ist natürlich: könnten Sie! Seien Sie einfach auf eine sehr lange Wartezeit gefasst, bevor die INS so etwas wie die erklärte Genauigkeit erreicht. Aber seien Sie im gleichen Atemzug vorsichtig, wenn Sie zu eng mit Ihren Toleranzen oder zu ungenau mit Ihren Messungen sind.
Nehmen wir zum Beispiel an, dass Sie sich sicher sind, dass Sie die Antennenposition auf einen Millimeter genau gemessen haben. Wenn Sie die Toleranz in NAVconfig auf 0,001 m genau einstellen, versichern Sie INS, dass die Mitte der Antenne absolut, kategorisch irgendwo innerhalb dieses bestimmten acht Kubikmillimeter großen Raumpunktes liegt. Aber nehmen wir an, Sie irren sich, nur ein bisschen. In diesem Fall wird das System nie eine gute Lösung für die Antenne finden, weil Sie so sicher waren, dass sie in Position x steht.
Vertrauen in die Konfiguration
Mit diesen Informationen ausgestattet hoffen wir, dass Sie sich bei der nächsten Erstellung einer Konfiguration sicher fühlen, die Toleranzen auf den Standardwerten zu belassen, die normalerweise ausreichen, um die meisten Messfehler zu berücksichtigen. Oder, wenn Sie besonders unsicher sind und es Ihnen nichts ausmacht, dass das System etwas mehr Zeit benötigt, um die angegebene Ausgabegenauigkeit zu erreichen, können Sie diese jederzeit sehr vorsichtig erhöhen.
