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RT3000とGPSのみの速度比較

アプリケーションノート 2014年11月28日

最近、GPSと慣性ナビゲーションシステム(INS)という車速を計測するために設計された2つの新しい技術が登場しました。この記事では、GPSによる速度測定とRT3000慣性ナビゲーションシステムによる速度測定の違いを見ていきます。

RT3000テクノロジー

RT3000には、車両の向き、ピッチ、ロールの角度を追跡する3つの角速度センサ(ジャイロ)が搭載されており、車両のX、Y、Zの加速度を測定する3つの加速度計を備えています。角度を使用して、「仮想」レベルのプラットフォームが計算され、北、東、および下向きの加速度を計算することができます。これらは速度と位置を与えるために統合されます。

センサを統合するとドリフトが起きるため、RT3000はGPSを使ってドリフトを補正します。拡張カルマンフィルタを使用して、RT3000は速度と位置のドリフトを補正することができます。カルマンフィルタはセンサ誤差や方位、ピッチとロールの角度を修正することもできます。

GPSテクノロジー

最新の測量グレードのGPS受信機は、衛星からの信号の搬送波位相を追跡して速度を測定します。樹木、建造物、橋梁は衛星からの直接経路信号を妨害するため、速度の計算を妨げます。

これらの試験では、GPS測定値を収集するために、高品質でフィルタリングされていない20Hzの測量グレードGPS受信機を使用しました。

RT3000速度

RT3000は加速度計を使用して速度出力を行うため、速度ノイズは非常に小さくなります。加速度計は、1秒間に約1mm/秒の短期速度ノイズにつながります。長期ドリフトは、精度に影響を与える主な誤差です。カルマンフィルタは、短期的なノイズを小さく保つために、GPS補正をスムーズに適用します。

RT3000速度の長期精度は、GPS速度の長期精度と同じです。RT3100システムの場合では0.1km/h、RT3002システムの場合は0.05km/hです。

RT3000には、GPS専用システムに関連するジャンプやスパイクはありません。GPSのみの帯域幅よりもはるかに高い帯域幅を持ち、短期的なノイズがはるかに少なくなります。グラフにはより滑らかに表示されます。

RT3000は速度の前方および側面のコンポーネントを正確に分離することもできますが、GPSのみのシステムはこれを行うことができません。

データの例

この記事では、5つの個別の状況を見て、RT3000速度出力をGPSのみの出力と比較しました。

各試験では、車両が自由に動き回っているときの結果に注目しました。これにより、2つの測定値を比較しやすくなります。試験はまた、樹木被覆がGPSにあまり影響を与えない冬に行われています。

RT3000は便宜上ドアポケットに取り付けられました。より良い解決策はRT-Strutを使用することでしたが、これは利用できませんでした。正確なピッチ、ロール、スリップ角度、加速度の測定のためには、しっかりと取り付ける必要があります。

試験が行われた午後はGPSにとって条件の良い午後で、10~12基の衛星が空中の視界にありました。これは GPSのパフォーマンスを助けますが、RT3100システムにはほとんど影響はありません。

戸外戸外では、GPSだけが非常に優れたパフォーマンスを発揮します。GPSデータにはノイズが非常に少なく、2つのシステムは非常によく比較できます。

一本の木GPSが一本の木の前を通過する(グラフ上では8秒のあたり)と、GPSのノイズの増加が見られます。RT3000測定はノイズがないままです。

部分的な植生部分的な植生は、影響を受ける衛星の数に応じてGPSに異なる影響を与える可能性があります。夏には、遮るもののないGPS衛星からの信号を葉が反射するため、影響が大きくなります。

カバーが密集している。道路の中には、GPSが非常に多くの測定を行うことができないほど、カバーが密集しているものがあり、測定された測定値は貧弱です。

橋梁 橋の下では、GPSは一瞬見失います(これは大きな橋なので、測定を行えるGPSはありません)。RT3000はGPS信号なくても減速から加速を正確に測定します。

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