Scopri le nostre soluzioni di posizionamento ↓
Fusione dei sensori
La fusione dei sensori è il processo che consiste nel combinare le misurazioni provenienti da più sensori eterogenei per stimare lo stato di un sistema con maggiore accuratezza, affidabilità e robustezza rispetto a quanto possa fornire un singolo sensore. Nella navigazione inerziale, la fusione dei sensori integra i dati provenienti da IMU, GNSS , magnetometri, odometri, DVL, telecamere, LiDAR e altri sensori ausiliari per stimare in modo continuo posizione, velocità e assetto.
Ogni sensore presenta punti di forza e limiti distinti. I giroscopi e gli accelerometri MEMS forniscono misurazioni di movimento ad alta frequenza con un’eccellente stabilità a breve termine, ma accumulano bias e deriva nel tempo a causa della navigazione a stima. Al contrario, GNSS posizione e velocità assolute senza deriva a lungo termine, ma è soggetto a blocchi del segnale, multipath, interferenze e frequenze di aggiornamento limitate. La fusione dei sensori sfrutta queste caratteristiche complementari per produrre una soluzione che rimane accurata in condizioni dinamiche e difficili.
I moderni algoritmi di fusione dei sensori si basano principalmente su tecniche di stima bayesiane. Il filtro di Kalman esteso (EKF) è lo standard del settore per i sistemi di navigazione non lineari. L’EKF propaga la soluzione inerziale utilizzando IMU ad alta frequenza. Corregge continuamente gli errori accumulati utilizzando osservazioni esterne. Questo approccio mantiene una navigazione accurata e stabile nel tempo. Altri implementano l’ottimizzazione dei grafi fattoriali, i filtri a particelle o algoritmi di smussamento. La scelta dell’algoritmo dipende dai requisiti dell’applicazione, dalle risorse computazionali e dalla complessità del sistema.
INS ad alte prestazioni integranoINS i dati inerziali con le misurazioni dei sensori esterni. Passano senza soluzione di continuità dalla modalità con GNSS a GNSS. Il filtro di navigazione stima lo stato della piattaforma in tempo reale. Stima inoltre le deviazioni dei sensori, i fattori di scala e altre fonti di errore stocastico. Queste correzioni migliorano significativamente la precisione a lungo termine, la stabilità e l’integrità del sistema.
La fusione dei sensori supporta applicazioni nei settori aerospaziale, della difesa, marittimo, topografico, della robotica e automobilistico. Combinando le misurazioni dei sensori complementari, migliora la precisione e la robustezza. Migliora inoltre la consapevolezza situazionale in ambienti difficili. Di conseguenza, i sistemi mantengono un posizionamento affidabile quando i singoli sensori non sono in grado di soddisfare da soli i requisiti prestazionali.
