Neue Fähigkeiten, neue Fertigkeiten: Die Geschichte, wie wir die GNSS-verweigerte Lokalisierung möglich gemacht haben - Interview mit Paris Austin

Sie haben vielleicht gesehen, dass wir vor kurzem WayFinderunsere neue GNSS-freie Lokalisierungslösung. Es handelt sich um eine Komplettlösung, die sofort einsatzbereit ist und eine GNSS/INS, LiDARund zwei Kameras sowie bordeigene Rechenleistung, die LiDAR-Daten in Lokalisierungsdaten umwandeln, die die Positionsabweichung in schwierigen Umgebungen einschränken.

In unserem letzten Blog haben wir uns mit unserem Principle Product Owner, Paris Austin, zusammengesetzt, um die Geschichte zu erzählen, wie wir die GNSS-verweigerte Lokalisierung und WayFinder ins Leben gerufen haben.

Paris: Es gab zwei Hauptfaktoren, die uns dazu brachten, eine Lösung für die Lokalisierung ohne GNSS zu entwickeln. Erstens konnten wir erkennen, dass es in den Bereichen, in denen unsere Kunden tätig sind, einen ungedeckten Bedarf gab - tatsächlich war dies ein allgemeiner Bedarf in einer Vielzahl von Branchen. Im Grunde hatte jeder, mit dem wir sprachen und der Lokalisierungsdaten nutzte, mit denselben zwei Herausforderungen zu kämpfen: Wie erhalte ich genaue Lokalisierungsdaten ohne GNSS-Signal, und wie kann ich zwischen GNSS-basierter Lokalisierung und anderen Methoden wechseln?

Diese zweite Herausforderung war in vielerlei Hinsicht die größte. Dinge wie SLAM gibt es schon seit Jahren und liefern gute Lokalisierungsdaten für Innenräume, aber die Integration dieser Daten in ein System, das auch im Freien funktioniert, ist noch nicht wirklich auf eine kommerziell skalierbare Weise gelungen.

Der zweite Faktor war der echte Wunsch, die Grenzen der Lokalisierungstechnologie zu erweitern. Unser Team steht seit Jahrzehnten an der Spitze der Trägheitsnavigationstechnologie - lange genug, um zu erkennen, dass die Zukunft in unserem Bereich in der Multisensorfusion für die GNSS-freie Lokalisierung liegt. Also verbanden wir diesen Wunsch mit den Herausforderungen, die wir auf dem Markt sahen, und damit fing alles an.

Paris: Am Anfang von WayFinder stand die Entwicklung der LiDAR-Inertial-Odometrie, einer Nachbearbeitungsmethode zur Verwendung von LiDAR-Daten zur Erstellung von Geschwindigkeitsdaten, die zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit verwendet werden können. Das haben wir vor ein paar Jahren entwickelt, und es liefert unglaubliche Ergebnisse, sowohl als Ergänzung zu schwächeren GNSS-Signalen als auch als Ersatz für GNSS in Umgebungen wie Tiefgaragen.

Uns wurde schnell klar, dass wir, wenn wir das in Echtzeit machen könnten, eine leistungsstarke Lokalisierungsfunktion hätten, die ohne GNSS auskommt. Das war also unser Ausgangspunkt: Wie schaffen wir LiDAR-Hilfe in Echtzeit und welche Hardware wird dafür benötigt? Das war die Grundlage von LiDAR Boost, der Technologie, mit der WayFinder wirklich funktioniert.

Erfahren Sie mehr: Wie LiDAR Boost die GNSS-gestützte Lokalisierung unterstützt

Das Ziel war immer, eine eigenständige, GNSS-unabhängige Lokalisierungslösung zu schaffen. Genauso wie ein GNSS/INS eine komplette Lokalisierungslösung ist, wollten wir, dass auch WayFinder völlig autark ist.

Das erste, was wir also taten, war die Auswahl der Hardware, die wir benötigten. Und das bringt mich zu meinem wichtigsten Ratschlag für jeden, der ein ähnliches Vorhaben verfolgt. Kümmern Sie sich zuerst um Ihre Hardware. Es gibt so viele Variablen bei der Hardware, die sich auf Ihre Konstruktion auswirken können, dass Sie wirklich wissen müssen, welche Sensoren, Prozessoren usw. Sie verwenden möchten. Sogar die Variablen zwischen verschiedenen Einheiten desselben LiDARs können einen in Schwierigkeiten bringen. Indem wir mit der Hardware begonnen haben, konnten wir viele weitere Herausforderungen vermeiden.

Paris: Die Entwicklung war, wie so oft, ein langwieriges Unterfangen, und ich bin stolz darauf, wie hart das Team daran gearbeitet hat. Und wie jeder, der so etwas schon einmal gemacht hat, weiß, dass die verschiedenen Elemente unterschiedlich schnell vorankamen. Der Echtzeit-LiDAR-Algorithmus war zum Beispiel schon lange vor der Hardware fertig, weil wir schon vorher mit der Entwicklung begonnen hatten. Andere Teile der Software waren fertig, nachdem die Hardware fertig war. Das brachte viele Herausforderungen mit sich, was die Koordinierung der verschiedenen Teams, die Integration der Hardware und die Datenintegration anging, aber das Team hat das sehr gut gemeistert.

Wir haben auch viel Arbeit in unsere Webschnittstelle gesteckt, mit der die Benutzer das System und die Daten, die sie erhalten, überwachen können. Ich bin mir sicher, dass andere Ingenieure das Gefühl nachvollziehen können, 80% ihrer Bemühungen darauf zu verwenden, die letzten 20% des Projekts - die Benutzeroberfläche - fertigzustellen. Das war ein neuer Bereich für unser Ingenieursteam, und ich glaube, dass das fertige Produkt hervorragend ist - und es hat unser Team noch stärker gemacht.

Paris: Die Erstellung der Webschnittstelle - und eigentlich mehrere Bereiche des Projekts - haben unsere Ingenieure aus ihrer Komfortzone herausgeholt, um neue Fähigkeiten und Arbeitsweisen zu erkunden. Wie ich bereits sagte, war die Webanwendung ein neues Gebiet für uns, und unsere Ingenieure haben es geliebt, diese neuen Fähigkeiten zu erlernen. Die Komplexität des Projekts führte dazu, dass unsere Teams enger zusammenarbeiteten als in der Vergangenheit - das war großartig. Jeder weiß jetzt viel besser, was die anderen Teams einbringen, und versteht, wie ihre Arbeit in die Arbeit der anderen passt - das heißt, wir können effizienter und effektiver arbeiten.

Letztendlich haben all diese Arbeit und das Wachstum auch dazu beigetragen, dass wir eine neue GNSS-gestützte Lokalisierungsfunktion anbieten können, die sowohl für uns als auch für unsere Kunden wirklich spannend ist.

Paris: Für mich persönlich ist der Grad der Integration, der für unsere Kunden erreicht wird, am spannendsten. Es funktioniert wirklich auf Anhieb. Jeder, der schon einmal versucht hat, Sensoren zu fusionieren, um eine Lokalisierung ohne GNSS zu ermöglichen, wird wissen, wie komplex die Arbeit sein kann, die Daten von einem Sensor in ein Format zu bringen, das von einem anderen Sensor genutzt werden kann; die Tatsache, dass WayFinder einem Projekt all diese Mühen abnimmt, ist etwas, über das viele Ingenieure sehr glücklich sein werden!

Mir gefällt auch die Lokalisierungskompetenz, die wir in das Projekt einbringen. Es gibt andere Leute, die sich an der Sensorfusion in Echtzeit versuchen, aber es ist eine unglaublich komplexe Aufgabe - und eine, die OXTS seit zwanzig Jahren in Angriff nimmt. Ich denke, dass diese einzigartige Perspektive WayFinder zu einer der vielseitigsten Lösungen auf dem Markt macht, die in der Lage ist, in - und über - jede Umgebung.

Paris: WayFinder ist der Beweis dafür, dass man eine Plattform für die Sensorfusion in Echtzeit aufbauen kann. Der nächste Schritt besteht darin, herauszufinden, was wir auf dieser Grundlage aufbauen können.

LiDAR Boost ist eines der Dinge, auf denen man aufbauen kann, aber es gibt viele andere Sensoren, für die wir ähnliche Dinge tun könnten. Kamerabasierte Odometrie oder Radar, zum Beispiel. Ich erwarte, dass neue Algorithmen geschrieben werden, die es den Nutzern ermöglichen, eine breitere Palette von Sensoren einzubinden, und ihnen damit mehr Flexibilität beim Aufbau ihres Systems geben.

Ich denke, wir werden auch eine engere Integration mit Robotik-Workflows sehen. Ein wichtiger Anwendungsfall für WayFinder ist die GNSS-gestützte Lokalisierung für die autonome Navigation, die im Allgemeinen Teil eines Robotersteuerungssystems ist. Die Leute machen unglaubliche Dinge mit NVIDIA Jetsons in der Robotersteuerung; wie können wir uns damit überschneiden?

Über die technische Ebene hinaus bin ich gespannt darauf, welche verschiedenen Herausforderungen der GNSS-verweigerten Lokalisierung wir für unsere Kunden lösen können, da wir ihnen jetzt bessere Lokalisierungsdaten in verschiedenen Umgebungen liefern können. Könnten wir sie zum Beispiel für die passive Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Erkennung bei ADAS-Tests verwenden? In vielerlei Hinsicht sind dem Himmel keine Grenzen gesetzt. Und ich weiß, dass OXTS mit seinen Kunden zusammenarbeiten wird, um herauszufinden, wo diese Technologie als nächstes eingesetzt werden kann. Wir wollen die perfekten Produkte für die Menschen bauen, daher ist es sinnvoll, unsere Kunden in den Prozess der Weiterentwicklung von WayFinder einzubeziehen.