Технология навигации играет важную роль в нашей повседневной жизни и часто используется пешеходами. Пешеходные навигационные системы представляют собой портативные устройства, способные предоставлять указания и другие навигационные услуги для пешеходов. Эти устройства могут использоваться в местах, недоступных для сигналов спутников, таких как подземные помещения и шахты, а также в зонах со сложной топологической структурой, например, в торговых центрах. Пешеходные навигационные системы обычно оснащены микроинерциальной измерительной установкой (МИИУ), которая подвержена ошибкам измерения и низкой точности. Таким образом, для повышения точности пешеходных навигационных систем, исследователи разрабатывают методы минимизации ошибок и улучшения точности.
Один из способов повышения точности систем пешеходной навигации заключается в использовании технологии коллаборативной навигации. Коллаборативная навигация предполагает обмен навигационной информацией, измерениями расстояний между узлами, данными о местоположениях узлов и оценками ошибок между пользователями, что усиливает общую точность системы.
Коллаборативные системы навигации обычно включают в себя узлы пешеходной навигации и узлы автономных транспортных средств. Автономные транспортные средства, как правило, оснащены различным навигационным оборудованием, включая камеры, радары, глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС), высокоточные инерциальные датчики и т. д., что позволяет создать более точную систему навигации. Таким образом, технология коллаборативной навигации между системами пешеходной навигации и автономными транспортными средствами может значительно усилить точность навигации пешеходных систем, что, в свою очередь, улучшает общую точность много пользовательской коллаборативной навигационной системы.
Исследователи из Харбинского технологического института предложили систему совместной навигации между пешеходами и узлами автономных транспортных средств на основе факторизации графов. Также был разработан алгоритм для оптимизации навигационной системы, позволяющий бесперебойно интегрировать все получаемые данные.
Общая архитектурная схема системы совместной навигации
Два узла в системе состоят из автономных транспортных средств с высокоточными навигационными системами, в то время как один следующий узел представляет собой пешеходную навигационную систему. Пешеходный навигационный узел оснащен инерциальным измерительным блоком на основе технологии микроэлектромеханических систем (MEMS), который измеряет инерциальные данные движения пешехода. Информация о позиционировании узлов автономных транспортных средств относительно навигационной координатной системы предоставляется извне: как узлы навигации автономных транспортных средств, так и пешеходные навигационные узлы оснащены устройствами дальномеров с ультраширокой полосой (UWB) для измерения реального расстояния между узлами.
Базовая станция UWB с наклеенными отражающими маркерными точками
Исследователи провели эксперимент по пешеходной навигации для тестирования алгоритмов факторизации графов совместной навигационной системы. Два мобильных излучателя UWB были установлены в качестве пилотов вместо автономных транспортных средств, и их местоположения в реальном времени регистрировались системой захвата движения NOKOV. Пешеходная навигационная система была оснащена датчиками MIMU и UWB, что позволило системе измерять угловую скорость и ускорение тела, а также расстояние между пешеходом и двумя пилотными узлами.
Система захвата движения NOKOV
В ходе эксперимента было пройдено 49,7 метра. Во время ходьбы система MIMU измеряла угловую скорость тела и ускорение ног испытуемого. В то же время устройства UWB измеряли расстояние между ногами испытуемого и двумя пилотами. Эти данные обрабатывались с помощью алгоритма совместной навигации для предоставления пешеходной навигационной системе направлений. Субмиллиметровая точность системы захвата движения NOKOV позволила точно записать истинные местоположения и траектории объектов в эксперименте.
Алгоритм координированной навигации для расчёта траектории движения
Действительность и точность алгоритма совместной навигации были оценены путем сравнения траектории пешеходного узла, рассчитанной алгоритмом, с реальной траекторией, зафиксированной системой захвата движения NOKOV. Синяя линия представляет траекторию пешеходного узла, полученную из алгоритма совместной навигации, а черная линия представляет реальную траекторию, предоставленную системой захвата движения. Исследователи экспериментально пришли к выводу, что ошибка конечной точки ходьбы совместной навигационной системы составляет 0,0648 метра, а погрешность относительного пройденного расстояния — 0,13%.
Ссылки:
Применение систем захвата движения в изучении технологии интегрированной внутренней позиционирования
Гибкий робот для реабилитации верхних конечностей с использованием технологии виртуальной реальности
Пожалуйста, свяжитесь с нами
-
Мы прилагаем все усилия для того, чтобы помочь вам в ваших запросах и предоставить полную информацию.
Поделитесь с нами своими проблемами, и мы быстро направим вас к наиболее эффективному решению.
-
-
- Объем захвата * m m m
-
Объекты для отслеживания *
- Количество целей (необязательно)
-
Тип камеры (по желанию)
-
Количество камер (необязательно)
- Отправить