Wie LiDAR Boost die GNSS-verweigerte Navigation unterstützt

Genaue Lokalisierungsdaten in Gebieten zu erhalten, in denen das GNSS-Signal schwach oder gar nicht vorhanden ist, ist eine Herausforderung, der sich viele Ingenieure und Navigationsexperten stellen müssen. Bei OXTS haben wir kürzlich folgende Produkte auf den Markt gebracht WayFinderein brandneues Produkt, das zur Lösung dieses Problems beitragen soll.

WayFinder ist eine Komplettlösung für die GNSS-freie Navigation, die sofort einsatzbereit ist und neben einem leistungsstarken MEMS-GNSS/INS auch über integrierte LiDAR- und Kameras verfügt. 

In diesem Blog befassen wir uns mit der einzigartigen Software, die Wayfinder betreibt, im Detail: LiDAR Boost. Beginnen wir mit einer Zusammenfassung, wie die Menschen derzeit versuchen, die Herausforderung der Navigation ohne GNSS zu lösen. 

Die Navigation in Bereichen, in denen GNSS-Signale nicht zuverlässig oder nicht verfügbar sind, ist keine neue Herausforderung: Organisationen beschäftigen sich schon seit einigen Jahren mit diesem Problem, so wie auch wir. In dieser Zeit wurde eine Vielzahl von Lösungen für die Navigation in Innenräumen oder unterirdischen Umgebungen entwickelt, darunter die Verwendung von Ultrabreitband (UWB), gleichzeitige Lokalisierung und Kartierung (SLAM) und Lösungen, die auf Magnetstreifen im Boden beruhen. 

Diese Lösungen haben alle ihren Nutzen und sind in vielerlei Hinsicht wirksam, bringen aber auch Herausforderungen mit sich: 

Einige Lösungen setzen eine in der Umgebung installierte Infrastruktur voraus, damit sie funktionieren. Dies schränkt den Betrieb des Fahrzeugs auf den Bereich ein, in dem die Infrastruktur installiert ist, was für Fälle, in denen die Tests nicht an einem festen Ort stattfinden, nicht unbedingt geeignet ist. 

Viele dieser Lösungen funktionieren in Außenbereichen oft nicht so gut wie in Innenräumen (mit Ausnahme von Magnetstreifen). Die Verwendung dieser Lösungen stellt Sie immer noch vor die Herausforderung, sich zu bewegen zwischen Umgebungen, in denen Sie mit GNSS-Daten navigieren können, und Umgebungen, in denen es kein GNSS-Signal gibt. 

Bei OXTS setzen wir uns für die Echtzeitfusion zusätzlicher Sensordaten in ein GNSS/INS ein, um diese Herausforderung zu lösen. Durch die Einspeisung von Daten von Sensoren wie LiDAR in die Navigations-Engine von OXTS in unserem GNSS/INS (wo sie mit unseren Trägheitsnavigationsdaten kombiniert werden können) können wir Folgendes bieten genaue Navigationsdaten in Umgebungen wie z. B. Lagerhallen, ohne dass eine Infrastruktur installiert werden muss. 

Da die Fusion im GNSS/INS und nicht in einer anderen Hardware stattfindet, ist es möglich, in Gebieten, in denen das Signal stark genug ist, nahtlos zur GNSS-gestützten Navigation zu wechseln. Das Ergebnis? Ein flexibles Navigationssystem, das für jede Umgebung geeignet ist und problemlos zwischen verschiedenen Umgebungen wechseln kann. 

Schon seit einiger Zeit können OXTS-Kunden diese Funktionen in ihre GNSS/INS-Systeme integrieren - vorausgesetzt, sie sind in der Lage, eigene Algorithmen für die Verarbeitung der Daten ihrer Sensoren zu entwickeln. Und genau hier kommt LiDAR Boost ins Spiel. 

LiDAR Boost ist eine Reihe fortschrittlicher Algorithmen, die Daten von beliebigen 32-Laser-360°-LiDAR-Geräten verwenden, um fehlende oder fehlerhafte GNSS-Updates in Echtzeit zu kompensieren. Dies ermöglicht eine hochpräzise Lokalisierung unter schwierigen GNSS-Bedingungen, z. B. in Straßenschluchten, unterirdischen Umgebungen oder Tunneln. 

In WayFinder nimmt LiDAR Boost Daten von den integrierten Hesai LiDAR-Scannern auf und leitet sie automatisch an das integrierte OXTS GNSS/INS weiter. Sie montieren WayFinder einfach an Ihr Fahrzeug, konfigurieren es, initialisieren es und schon können Sie navigieren. Sie müssen keine Integrationsarbeit leisten, keine Tests durchführen und sich nicht den Kopf zerbrechen, wenn Dinge scheinbar funktionieren, es aber aus irgendeinem Grund nicht tun. Einfach Echtzeit-Lokalisierung in jeder Umgebung.

Ohne GNSS-Signal beginnen die Positionsdaten eines Trägheitsnavigationssystems zu driften, da sich die Fehler der Trägheitsmesseinheit (IMU) zu häufen beginnen. LiDAR Boost schränkt diese Drift ein, um die Genauigkeit der vom GNSS/INS erzeugten Daten zu schützen.

LiDAR Boost wandelt die Daten eines LiDAR-Scanners auf zwei Arten in Daten um, die von OXTS GNSS/INS verwendet werden können: 

+ Schutz der Genauigkeit bei lückenhaftem oder ungenauem GNSS mit LiDAR Inertial Odometry (LIO) in Echtzeit 

LIO ist eine bestehende OXTS-Technologie, die die Daten eines LiDAR-Scanners analysiert, um Flugzeuge und Objekte zu erkennen und zu verfolgen, wie sie sich zwischen den vom LiDAR erfassten "Frames" bewegen. Diese Daten werden verwendet, um Aktualisierungen der relativen Geschwindigkeit zu berechnen, die ein OXTS GNSS/INS nutzen kann. Mehr darüber erfahren Sie in diesem Blog. 

LiDAR Boost nutzt diese Fähigkeit und führt sie in Echtzeit aus. Es ist ideal für Gebiete, in denen das GNSS-Signal lückenhaft ist, für vorübergehende Ausfälle wie in Tunneln oder zum Schutz vor Mehrwegfehlern, die bei der Navigation in Städten häufig auftreten.

+ Erreichen Sie genau und cVollständig wiederholbare Leistung mit Live Map Matching (LMM) 

Wenn Sie eine Punktwolke eines Raums erstellt haben, kann LMM die vom LiDAR-Scanner erfassten Daten mit dieser Punktwolke vergleichen, um Positionsaktualisierungen innerhalb dieses Raums zu erstellen. Da diese Positionsaktualisierungen auf den Daten der Punktwolke beruhen, sind die Ergebnisse vollständig wiederholbar - es gibt absolut keine Drift oder Abweichung. 

LMM eignet sich daher perfekt für Aktivitäten wie Ground Truthing und autonome Navigation, bei denen die Gewährleistung wiederholbarer Ergebnisse entscheidend ist.

LiDAR Boost ist enthalten in WegFinder. Kontakt aufnehmen mit Ihr OXTS Kontoführungr wenn Sie sind bereits Kunde um die Bestellung zu besprechen WayFinder, oder Füllen Sie das nachstehende Formular aus und ein Mitglied unseres Teams wird sich mit Ihnen in Verbindung setzen.