Indoor Mapping mit Rucksack

GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.

GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. Er umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, während GPS nur eines dieser Systeme ist.

Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen seine Grenzen haben kann.

Der Hauptunterschied zwischen einem lage und richtung (AHRS) und einem TrägheitsnavigationssystemINS liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der von ihnen gelieferten Daten.

AHRS liefert Orientierungsinformationen, insbesondere die lage nicken, rollen) und richtung (gieren) eines Fahrzeugs oder Geräts. Es verwendet in der Regel eine Kombination von Sensoren, einschließlich Gyroskopen, Beschleunigungs- und Magnetometern, um die Ausrichtung zu berechnen und zu stabilisieren. Das AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsennicken, rollen und Gieren) aus und ermöglicht es einem System, seine Orientierung im Raum zu verstehen. Es wird häufig in der Luftfahrt, in UAVs, in der Robotik und in Schiffssystemen eingesetzt, um genaue lage und richtung zu liefern, die für die Fahrzeugsteuerung und -stabilisierung entscheidend sind.

Ein INS liefert nicht nur Orientierungsdaten (wie ein AHRS), sondern verfolgt auch die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs über die Zeit. Es verwendet Trägheitssensoren, um die Bewegung im 3D-Raum abzuschätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die Sensoren von AHRS (Gyroskope, Beschleunigungsmesser), kann aber auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten, die oft mit externen Daten wie GNSS integriert werden, um die Genauigkeit zu erhöhen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich AHRS auf die Orientierunglage und richtung) konzentriert, während INS eine ganze Reihe von Navigationsdaten liefert, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung.

Der Unterschied zwischen einer InertialmesseinheitIMU) und einem InertialnavigationssystemINS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.

Eine IMU (Inertialmesseinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen gemessen werden. Sie liefert Informationen zum rollen, nicken, Gieren und zur Bewegung, berechnet aber keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell dafür ausgelegt, wichtige Bewegungs- und Orientierungsdaten für die externe Verarbeitung zur Bestimmung von Position und Geschwindigkeit zu übermitteln.

Ein INS (Inertial Navigation System) hingegen kombiniert IMU mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es beinhaltet Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.

Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist, wie z. B. bei militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.

Die Kombination der Inertialsysteme von SBG Systemsmit LiDAR für Drohnenkartierungen erhöht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Erfassung präziser Geodaten.

Hier erfahren Sie, wie die Integration funktioniert und welche Vorteile sie für die Kartierung mit Drohnen bietet:

• Eine Fernerkundungsmethode, bei der mit Hilfe von Laserimpulsen Entfernungen zur Erdoberfläche gemessen werden, um eine detaillierte 3D-Karte des Geländes oder von Strukturen zu erstellen.
• Das INS von SBG Systemskombiniert eine TrägheitsmesseinheitIMU) mit GNSS-Daten, um eine genaue Positionierung, Orientierungnicken, rollen) und Geschwindigkeit zu gewährleisten, selbst in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist.

Das Inertialsystem von SBG wird mit den LiDAR-Daten synchronisiert. Das INS verfolgt die Position und Ausrichtung der Drohne genau, während das LiDAR die Details des Geländes oder der Objekte darunter erfasst.

Da die genaue Ausrichtung der Drohne bekannt ist, können die LiDAR-Daten im 3D-Raum genau positioniert werden.

Die GNSS-Komponente sorgt für die globale Positionierung, während die IMU Orientierungs- und Bewegungsdaten in Echtzeit liefert. Diese Kombination stellt sicher, dass das INS auch bei schwachem oder nicht verfügbarem GNSS-Signal (z. B. in der Nähe von hohen Gebäuden oder dichten Wäldern) den Weg und die Position der Drohne verfolgen kann, was eine konsistente LiDAR-Kartierung ermöglicht.

Ein Indoor Positioning System (IPS) ist eine spezielle Technologie, die den Standort von Objekten oder Personen in geschlossenen Räumen, wie z. B. in Gebäuden, wo GNSS-Signale schwach oder nicht vorhanden sind, genau bestimmt. IPS setzt verschiedene Techniken ein, um präzise Positionsdaten in Umgebungen wie Einkaufszentren, Flughäfen, Krankenhäusern und Lagerhäusern zu liefern.

IPS kann mehrere Technologien zur Standortbestimmung nutzen, darunter:

• Wi-Fi: Verwendet die Signalstärke und Triangulation von mehreren Zugangspunkten zur Positionsbestimmung.
• Bluetooth Low Energy (BLE): Verwendet Beacons, die Signale an Geräte in der Nähe zur Verfolgung senden.
• Ultraschall: Verwendet Schallwellen zur genauen Standortbestimmung, oft mit Sensoren von Mobilgeräten.
• RFID (Radio-Frequenz-Identifikation): Etiketten, die an Gegenständen angebracht werden, um diese in Echtzeit zu verfolgen.
• Trägheitsmessgeräte (IMUs): Diese Sensoren überwachen Bewegung und Orientierung und verbessern in Kombination mit anderen Methoden die Positionsgenauigkeit.

Eine detaillierte digitale Karte des Innenraums ist für eine genaue Ortung unerlässlich, während mobile Geräte oder spezielle Ausrüstungen Signale von der Ortungsinfrastruktur sammeln.

IPS verbessert die Navigation, verfolgt Objekte, unterstützt Notdienste, analysiert das Verhalten von Einzelhändlern und lässt sich in intelligente Gebäudesysteme integrieren, was die betriebliche Effizienz dort erheblich verbessert, wo herkömmliche GNSS-Systeme versagen.