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华体会app下载-不同于北斗、GPS,微惯导在应急任务室内定位中大显身手

产品时间:2021-10-02 00:22

简要描述:

驳回定位导航,大家首先想起的是GPS,中国也发售了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。但是卫星定位不能用在室外环境,一到室内,由于导航系统信号波动太快,卫星定位就无法用于。 那么,室内定位当前是不是刚刚须要呢?答案是认同的。今天我们不讲现在很繁华的消费级市场应用于,我们谈下室内定位技术在一些类似但很最重要的场景消防救援、缉毒处突、抢险救灾等应急任务中的应用于。...

详细介绍
本文摘要:驳回定位导航,大家首先想起的是GPS,中国也发售了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。但是卫星定位不能用在室外环境,一到室内,由于导航系统信号波动太快,卫星定位就无法用于。 那么,室内定位当前是不是刚刚须要呢?答案是认同的。今天我们不讲现在很繁华的消费级市场应用于,我们谈下室内定位技术在一些类似但很最重要的场景消防救援、缉毒处突、抢险救灾等应急任务中的应用于。

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驳回定位导航,大家首先想起的是GPS,中国也发售了自己的卫星定位系统北斗卫星定位系统。但是卫星定位不能用在室外环境,一到室内,由于导航系统信号波动太快,卫星定位就无法用于。

那么,室内定位当前是不是刚刚须要呢?答案是认同的。今天我们不讲现在很繁华的消费级市场应用于,我们谈下室内定位技术在一些类似但很最重要的场景消防救援、缉毒处突、抢险救灾等应急任务中的应用于。消防救援等应急任务对室内定位技术的类似市场需求 比如说一下这样的场景:大火现场,inkmode" href="http://info.fire.hc360.com/zt/zt_jx1/index.shtml" target="_blank" style="padding: 0px; margin: 0px; color: rgb(15, 119, 244); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-color: rgb(15, 119, 244); border-bottom-style: dotted;">消防员冲入起火的大楼里企图救难幸存者,火势更加激烈,烟雾弥漫,如果能精确定位消防员的方位,后方指挥官人员掌控了转入火场施救的消防员动态动向,通过通信设备向现场人员获取精确指挥官,防止消防员在火场中迷路,可以仅次于程度地增加人员伤亡。

这对于室内定位技术来说,也是功德一件了。目前业内主流室内定位技术广泛必须外部设施或先验数据库,比如UWB、WiFi、蓝牙、地磁等,而消防救援等应急任务一般来说马上或环境不容许布置外部定位基站或信标等设备,因此没一种可以符合紧急任务下自律定位的拒绝,所以使用不倚赖任何外部设备或先验数据库的惯导定位技术是目前较为稳健的手段。惯导定位技术是一种几乎自律式的导航系统技术,与普通的定位技术有所不同的是,它不依赖导航系统卫星、无线基站、电子标签等任何辅助设备和先验数据库。

对于应急任务室内定位市场需求来说,定位产品否能超过空战效果应当从以下几个方面评估或者实际测试:1、否可以适应环境多种步态,典型步态有小碎步回头、小跑、侧移、衰退、上丢下等;2、沿长直线回头50米以上,到末端并转5个以上圆圈(半径2米以上),再行沿原直线回头返,评估偏移量,偏移量掌控在1%以内的则为杰出产品(惯导不存在无法避免的相同角度和方位飘移,不能尽量减少;3、重复上下楼梯,评估高度准确度,特别是在是楼层判断,想到不会会经常出现楼层错误,小误差可以拒绝接受,但是楼层判错不会延后救援甚至导致可怕犯规;4、在建筑物内展开实地测试,磁场是惯导室内定位的一个最重要信息,可以用来掌控惯导的飘移。但是也更容易受到外界影响,特别是在是建筑物较为灵活,金属结构较为多,有大型inkmode" href="http://www.secu.hc360.com/" target="_blank" style="padding: 0px; margin: 0px; color: rgb(15, 119, 244); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-color: rgb(15, 119, 244); border-bottom-style: dotted;">显示屏的环境,不应评估定位产品磁场抗干扰特性;5、有条件的可以展开点燃试验,大火不会导致温度和气流的急遽变化,如果气压计数据融合没处置好,高度不会有相当大偏差,简陋测试方法是通过空调调节室内外温差,通过进出室内外测试定位的稳定性;6、用于否便利、否必须外部基站辅助都可以评估,在消防救援等应急任务中无法几乎依赖任何外部基站,我们的微惯漏定位产品GNW-FOEM在无外部基站辅助情况下可以维持45分钟左右的精度能用,在同类产品中较为出众;7、地图融合算法的好坏,无地图和有地图的情况用于评估,我们的iNav智能定位引擎获取了地图输出模块,在有室内地图信息的条件下,可以长时间维持高精度不飘移,做到过的典型试验是在商场内,1小时内精度平稳在2米;8、数据通信方式的自由选择,大体分成两类情况,一种是利用运营商网络外传(利用基础网络的覆盖面积校验性和其务实的通信机制),一种是利用专用网络,但是目前还没一种可以较慢部署又便利可穿着,需要覆盖面积消防救援的专用通讯网络(一般来说能超过覆盖面积地下一层就早已算数性能合格了),如果产品能相容运营商网络和专用网络就早已是一种较为好的方式了。一种较为不切实际的产品配备方案是1个主控末端+4-8个单兵节点配备,如图:应急任务现场指挥系统方案图每个单兵配有一个定位模块(足部)和手执终端,模块提供人员运动数据后,通过蓝牙通讯传授给手执终端,手执终端通过远场通讯设备将数据传送给指挥中心。

系统可带入室内地图,水平精度超过0.3%,能精确展开楼层辨识。现场、后场多个指挥官末端可实时表明,不利于消防员现场指挥官调度、增加现场人员伤亡,事后可实现任务音频,展开教学和经验总结。

微惯漏室内定位技术在应急任务中具备无可替代的优势在应急任务场合,业内主流室内定位技术广泛必须外部设施,大多数无法符合应急情况下自律定位的拒绝。在这种情况下,首先想起的就是惯导室内定位技术。基于此,市场上也兴起了一批做到惯导定位的公司。

国外的代表公司有Honeywell、SEERTechnology,产品的定位精度基本上为2%-5%,也就是说用户行驶1km,方位误差为20米,这是无法符合实际应用于市场需求的,不会延后inkmode" href="http://info.fire.hc360.com/list/tsqc_zl.shtml" target="_blank" style="padding: 0px; margin: 0px; color: rgb(15, 119, 244); text-decoration: none; border-bottom-width: 1px; border-bottom-color: rgb(15, 119, 244); border-bottom-style: dotted;">受困、救援等和方位精度密切相关的应急任务,整个产品没超过确实空战的技术指标。因此这部分产品也因技术不成熟期而没能关上市场。国内也有几家公司在做到,如微迈森,和笔者所在的格纳微科技等。

其中,我们的产品定位精度超过了0.3%,相等于回头1公里误差将近3米,可以适应环境15km/h的走路、小跑、侧移、前进等给定步行姿态,基本可以符合实际应用于市场需求了。一般人对于0.3%精度仍有批评,只不过产品使用的是普通的低成本MEMS方案,就是智能手机中的G-sensor,而且不依赖任何基站等辅助信息。

这种低成本的MEMS器件,一般来说不会有极高的方向飘移误差(100/h)和加速度误差,如果仅有使用普通的航位推算出算法,加速度分数带给的速度和偏移误差将低约10%以上。微惯漏室内定位技术目前发展较为慢,主要是用作应急救援或者军事用途,大约分成两种:(1)配戴于腰部的惯导模块,使用传统PDR航位推算出方案;(2)配戴于足部的惯导模块,基于足部运动模型研发,精度较高;腰上的方案实用性更加强劲,但是对于侧移、弯道、原地踏步等步态就不会产生显著的误差累积。

目前我们的腰部惯导产品的实验结果是2%的精度,回头100米误差超过2m。业内较为著名的Honeywell的DRM4000(图2)和SEERTechnology的NAViSEER(图3)都是使用这类技术方案,测算精度约在2%~5%。腰部惯导定位模块无法适应环境类似步态,空战应用于有限,期望后期能看见更加杰出的产品和技术经常出现。

足部的方案精度高,比较平稳,如果需要平稳在0.3%以内的精度,基本能符合应急任务的市场需求了,消防、缉毒、救援任务在建筑物内行驶距离不宽,行驶1km误差总计3m,用户基本都可以拒绝接受。微惯漏+融合定位解决方案显惯导定位在室内小场景,经过长时间的行驶后,角度和方位飘移并不显著,因此在很多用于场景中并没用于其它辅助定位手段。

但是这种显惯导定位产品仍然有两个弱点:一是输入为比较轨迹,必须将多个人员的轨迹统一到一个坐标系中,目前用于较多的作法是所有应急任务人员在抵达时经过同一段宽直线,在应用层将轨迹转动到统一座标。第二种作法大约是部署两个脚垫(相距最少10米以上),所有队员依序踩两个脚垫,可以通过后台自动转动将多个队员的比较轨迹统一到一个坐标系中。

二是就显惯导定位的精度来说,目前业内0.3%的精度比较较为低,但在大场景长距离情况下,由于惯导固有的飘移亲率,依然不会有较小的积累误差(如图4右图),必须外部的信息展开校准。针对这两大问题,我这里共享下我们的两种解决方案,给大家做到个参照:(1)通过地图给定辅助微惯漏定位;(2)使用外部蓝牙基站辅助微惯漏定位。

如果可以提供应急任务场景的建筑物室内地图信息,融合地图给定技术,利用基于地图信息的粒子滤波自动自学路径算法,校准惯导定位中的瓦解误差并标定多个比较轨迹,构建长时间平稳定位,可更进一步增加辅助定位基站数量,减少定位系统复杂度。使用外部蓝牙基站辅助定位,我们目前是以微惯漏定位居多,通过不定提供的基站蓝牙信号展开校准,被定位人员在建筑物内融合自身的惯导数据和不定提供的基站信息,来提供一个平稳的高精度定位结果,同时构建了多人轨迹标定,实际测试结果体验就不会较为好。这里必须考虑到一个问题,就是辅助基站埋设的灵活性和快捷性。

蓝牙也可用作室内定位,但是信号升空范围较为小,而且更容易受到环境还包括人体的遮盖和阻碍,定位精度不低,一般在3米左右;但蓝牙设备轻盈,成本低,埋设一起更为便利,这对于应急任务来说是众多优势。所以以高精度惯导定位居多,相结合便于临时埋设的蓝牙信标,未来将会解决问题应急任务场合的室内定位现场较慢部署的问题。

下面是使用高精度的微惯漏定位模块融合蓝牙信标做到的外场试验,通过自律研发的iNav智能定位引擎展开数据融合。在一个大型百货商场中,面积大约200米*300米的范围内总共只部署了3个蓝牙信标,图5中红色所标明的为信标的方位。展开了大约1个半小时的权利行驶,总计行程大约6km,没利用任何地图信息,可以构建长时间的高精度定位,定位误差仅次于的地方超过3.6米,90%以上时间定位误差皆在2米内。

惯导定位精度再行低也是有飘移的,特别是在在这种大场景下,1~2的角度偏差就可以导致6~8米的偏移偏差,蓝牙信标和惯导的数据经过iNav引擎融合优化后,将多人比较轨迹很快统一到第一个人的坐标系,并且构建务实的高精度定位。只不过谈到这里,我们自由选择明确提出微惯漏+蓝牙室内定位解决方案的原因就很非常简单了部署简单,不定校准惯导飘移,自动构建多人轨迹方向偏移,需要任何地图信息融合,长时间保持在一个平稳的可拒绝接受的精度范围,是非常适合应急任务室内场景的。

实际用于时,第一个转入室内的应急任务人员,在室内一些关键方位(大门、楼梯拐角等)随便摆放3~4个蓝牙信标,才可已完成部署,先前队员的定位结果都可以依赖这几个蓝牙信标小标签起起到。室内定位技术种类较多,但依靠一种技术无法几乎解决问题实际问题,也无法同时符合成本低、精度高、覆盖面积甚广的市场需求。在未来非常宽一段时间内,微惯漏定位将是应急任务室内定位解决方案中的核心技术。作者简介: 大格子GZ(微信号:tonyfrog),格纳微科技技术总监。

格纳微科技是一家专心于MEMS传感器、惯性导航、微波射频等核心技术的创业型公司,自律研发了微惯漏室内定位产品,精度和稳定度位居业内领先地位。产品限于于军警/消防(应急、训练)、人员管控和防走扔、VR、AGV等场景,获取全面专业的室内外全域定位技术解决方案。


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本文来源:华体会体育app-www.leddaping.com

 


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