Ознайомтеся з нашими рішеннями для позиціонування ↓
Об'єднання даних з датчиків
Злиття датчиків (sensor fusion) — це процес об'єднання вимірювань від кількох різнорідних датчиків для оцінки стану системи з більшою точністю, надійністю та стійкістю, ніж це може забезпечити будь-який окремий датчик. В інерціальній навігації злиття датчиків об'єднує дані від IMU, приймачів GNSS, магнітометрів, одометрів, DVL, камер, LiDAR та інших допоміжних датчиків для безперервного визначення положення, швидкості та орієнтації.
Кожен датчик має свої переваги та обмеження. MEMS-гіроскопи та акселерометри забезпечують високочастотні вимірювання руху з чудовою короткостроковою стабільністю, проте з часом накопичують похибку та дрейф through dead reckoning. Натомість GNSS забезпечує абсолютні координати та швидкість без довгострокового дрейфу, але вразлива до блокування сигналів, багатопроменевості, перешкод і має обмежену частоту оновлення. Злиття датчиків використовує ці взаємодоповнюючі характеристики для створення рішення, яке залишається точним в умовах динамічного та агресивного середовища.
Сучасні алгоритми злиття датчиків переважно базуються на методах баєсівського оцінювання. Розширений фільтр Калмана (EKF) є галузевим стандартом для нелінійних навігаційних систем. EKF поширює інерціальне рішення за допомогою високочастотних вимірювань IMU та постійно коригує накопичені похибки за допомогою зовнішніх спостережень. такий підхід підтримує точну та стабільну навігацію з часом. В інших рішеннях реалізовано оптимізацію на основі факторних графів (factor graph optimization), фільтри частинок або алгоритми згладжування. Вибір алгоритму залежить від вимог застосування, обчислювальних ресурсів та складності системи.
Високопродуктивні GNSS/INS тісно інтегрують інерціальні дані з вимірюваннями зовнішніх датчиків. Вони плавно перемикаються між режимами доступності GNSS та GNSS-denied operation. Навігаційний фільтр оцінює стан платформи в реальному часі, а також зміщення датчиків, масштабні коефіцієнти та інші стохастичні джерела похибок. Ці корекції суттєво покращують довгострокову точність, стабільність і цілісність системи.
Злиття датчиків підтримує аерокосмічні, оборонні, морські, геодезичні, робототехнічні та автомобільні застосування. Завдяки поєднанню взаємодоповнюючих вимірювань датчиків воно підвищує точність і надійність, а також покращує обізнаність про ситуацію в складних умовах. У результаті системи підтримують надійне позиціонування там, де окремі датчики не здатні самостійно задовольнити вимоги до продуктивності.
