惯性导航-有GPS作为初始，能否简单做到无GPS时精度<100米？

xy-mcu · 发表于 2014-5-7 20:10:35

本帖最后由 xy-mcu 于 2014-5-7 20:17 编辑

最近在准备接一个项目，GPS 的设备定位，
用于设备监控，放在设备中，设备必须在一个范围内使用。但这个范围可能是在室内，不能接收到GPS 信号，而GPRS的基站定位也不准，特别是在郊区，误差超过1km，甚至更大。
也有可能被偷后放在车内。设备有接近5000mAh/12V 的电池供电（或更大）。
我们想法是否可以通过惯性导航的方式，在没有GPS信号时，将设备的误差控制在100米范围内，（或多少米比较适合？）
低功耗也有一定的要求，这种情况下，是否可以实现？
使用哪种传感器？加速度/陀螺仪/地磁中的哪一/几种？
谢谢各位！

xy-mcu · 发表于 2014-5-7 23:48:43

淘宝上搜6轴，最终还是来到本站。
AHRS
信息量太大，数学不好，不喜欢公式，要理解这个东西太难了，慢慢理解先。

热心的大侠帮忙解释下，看我这个思路实现起来有多大的难度？

小号 · 发表于 2014-5-8 09:31:47

想学习怎么弄可以去折腾下，冲着实现的你还是放弃吧

gzhuli · 发表于 2014-5-8 09:37:12

美国国防部就在研究这玩意，可以不依赖GPS定位几千公里的高精度MEMS惯性导航芯片，估计过上三五年就可以面世了，再过上十来年中国应该就能买到了吧。

swap2013 · 发表于 2014-5-8 09:55:43

3轴加速度、3轴角速度陀螺加个时间可以实现。短时间100米相对误差MEMS传感器应该问题不大。
初学，起点有些高了，先会空间坐标计算，要刨除重力加速度影响，基本上3个轴都有分量。
好像哪款GPS带惯性导航，记不清了

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 10:33:54

谢谢各位，
可能我没有描述清楚，我并不是想在任何地方误差100米。
是在GPS定位后，基本上不动的情况下（如从室外有GPS的地方，走到室内，然后就在室内放着），是否可以实现？
呵呵，在详细描述这个的应用场景，基本上，他会在室内环境使用，我只要知道它没有脱离这个环境附近就可以。而且基本上是固定的，
当然，除非被偷了放在车上，至少应该还有基站定位。路总是有基本误差的，而且这个时候即使没有GPS ，
也可以通过【3轴加速度、3轴角速度陀螺】知道一个大致的速度吧？这也就基本满足系统要求了。

小号 · 发表于 2014-5-8 11:54:27

我们都清楚你要实现什么，只能跟你说没法实现，就像一个瞎子要根据自己一步能迈多远，迈了多少步要计算自己的位置一样，多走几步就完全是错误的位置了

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 12:37:49

这样，能否指导下，网上现有的东西/程序/公式，哪个可以实现，通过3轴/6轴/还是9轴，获得当前的方向和速度？
误差这些，我自己通过实验的判断。
主要是信息量太大，想尽快看看演示效果。

g921002 · 发表于 2014-5-8 12:47:37

本帖最后由 g921002 于 2014-5-8 12:59 编辑

沒有! 有的你也拿不到。

從你的文章描述。你的能力目前基本上在沒有gps信號下是做不出來，或是作出來的東西不能用。
基本上本版四軸飛行用的慣性元件是用來控制姿態，不是導航。導航用的是gps，你要的功能屬慣導那邊，理論跟實務都在另一個檔次。
先去推算你的系統的數學模型，你就知道你的問題在哪？

qwe2231695 · 发表于 2014-5-8 12:58:04

能坚持10秒

bigallium · 发表于 2014-5-8 13:02:27

用加速度计测重力方向，用陀螺积分角度。由于地球是圆的，当你从一个地点移动到另一个地点时，重力的方向会在惯性系中转动一个角度，只要知道转动的角度是多少，就能知道经纬度变化了多少，这就是惯性导航的原理。
楼主需要的精度是100m，100m / 地球半径 = 1.57E-5 rad, 也就是要求加速度计的精度能到1.57E-4 m/s^2以内，陀螺的积分角度精度1.57E-5 rad以内。
这个精度要求世界上没几个国家做得到....

LearningASM · 发表于 2014-5-8 13:04:14

带惯性导航的导航仪能过1km隧道不超100米

误差会累积的，要求越长，对惯性检测设备的精度要求越高

Rimet · 发表于 2014-5-8 13:14:04

LEA-6R? 貌似需要外接陀螺速度

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 13:47:48

大家不要纠结这个100米，完全是我想象的，
因为基站定位误差在1km 左右甚至更大，而我想增加这个辅助（3/6/9轴传感器），只要知道我在离开GPS之后，没有走太远（没有超过100米或300米或更大点都可以）就行了。

keyxyh · 发表于 2014-5-8 13:55:57

我觉得似乎跟你丢失GPS信号的时间有关，如果只是短时间丢失GPS信号还是可以打，如果时间长了估计就不行

zhaopk666 · 发表于 2014-5-8 14:02:37

个人觉得陀螺仪+加速度器吧

小号 · 发表于 2014-5-8 14:42:30

lz你没实际弄过你可能认为的瓶颈不同，ls很多人说什么多少秒飘多远，那都是静止情况下的数据，你只要稍稍动下，那就不知道去哪里了，如果你用手用力一晃，可能几秒钟后位置就到了美国了

小号 · 发表于 2014-5-8 14:47:37

这几天这个板块有很多人提出这个问题，之前那个是做空中鼠标的，这些都是理论可以实现但是实际很残酷的，目前要利用惯导方法只有2个，用gps融合数据，或者是用静止，也就是0这个数据去融合惯导，也就是给一个静止的外部虚拟观测量，默认传感器是静止的，这样能出一个大概的运行趋势。

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 14:47:57

小号发表于 2014-5-8 14:42
lz你没实际弄过你可能认为的瓶颈不同，ls很多人说什么多少秒飘多远，那都是静止情况下的数据，你只要稍稍动 ...

有这么夸张么？

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 15:07:32

前2天，一个代理商过来,演示了他们一个视频：他们的设备在一个室内的环境，走了一圈，从电脑上看路径，完全吻合。
翻译过来叫：行人航位推算。
据说误差是1m

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 15:10:40

刚好我们有个项目，正在苦恼GPS没有信号时怎么办，有这个东西后，才开始来理解/学习这个东西。所以我才有100米误差的提法。
我想，他1米都可以，我们100米似乎应该很容易吧？

gzhuli · 发表于 2014-5-8 15:20:09

xy-mcu 发表于 2014-5-8 15:07
前2天，一个代理商过来,演示了他们一个视频：他们的设备在一个室内的环境，走了一圈，从电脑上看路径，完全 ...

匀速平稳移动可以做到（要有一定速度，不能太慢），找个跳hip-hop的绑在身上抖着走一圈，中间来回走几趟再翻个跟斗什么的，看看还能不能保持这么完美？

小号 · 发表于 2014-5-8 15:42:39

那个1米的东西，你亲自用过吗，没亲自用过请不要那么确定，如果已经是产品了，我也想买个来玩玩呢，淘宝有的卖吗？

xy-mcu · 发表于 2014-5-8 15:59:46

据说算法还在完善,Q4出货吧，要不我也就不用这么纠结了。细节自己搜索PNI 公司。

danju · 发表于 2014-5-14 14:00:17

xy-mcu 发表于 2014-5-8 15:59
据说算法还在完善,Q4出货吧，要不我也就不用这么纠结了。细节自己搜索PNI 公司。 ...

有了解他们是只用纯9轴DOF做到1m精度吗？还是有其他传感器做位置参照？

prow · 发表于 2014-5-14 14:12:00

xy-mcu 发表于 2014-5-8 15:07
前2天，一个代理商过来,演示了他们一个视频：他们的设备在一个室内的环境，走了一圈，从电脑上看路径，完全 ...

能这么精确？不是太相信啊

prow · 发表于 2014-5-14 14:30:46

查了一下你说的行人航位推算，用的方法是在无gps信号时候使用加速度计+陀螺仪+磁罗盘，然后在有信号的地方修正
但是重点是在无gps信号时候他推算的方法是：距离=步长*步数，实际上就是做一个计步器，然后步长是他自己定的。。。。并且在有gps信号的时候对步长进行修正
所以我估计那种设备在室内，不同的人带着会有不同的效果，而且应用到你的设备上也是不可行的，因为你的设备不会“走路”，也就没办法设计计步器

小号 · 发表于 2014-5-14 17:17:46

prow 发表于 2014-5-14 14:30
查了一下你说的行人航位推算，用的方法是在无gps信号时候使用加速度计+陀螺仪+磁罗盘，然后在有信号的地方 ...

你是说这东西是靠判断跳到来判断迈步么

prow · 发表于 2014-5-14 19:01:55

小号发表于 2014-5-14 17:17
你是说这东西是靠判断跳到来判断迈步么

应该是的啊，记步数要比直接测位移简单多了

asha · 发表于 2014-5-15 09:35:44

xy-mcu 发表于 2014-5-8 15:59
据说算法还在完善,Q4出货吧，要不我也就不用这么纠结了。细节自己搜索PNI 公司。 ...

这个是惯性的室内导航实际可以做到一定误差前提是有修正点或者零速情况出现。至于走一圈误差1米问题不是特别大，但是和楼上的朋友说的一样跳一下翻跟头就完蛋了。

jiamingz · 发表于 2014-5-15 10:11:59

使用陀螺仪+加速度传感器，问题的关键点是1.如何确定动作在传感器的量产范围内？2.如何消除累计误差？做出来的东西可能10~20分钟可以满足要求，但是时间长了，累计误差太大。需要外部校正。汽车导航中是使用地图路网反向校正+GPS反馈。算法相当的复杂。量产后的效果也不理想。

xy-mcu · 发表于 2014-5-15 11:20:18

我自己感觉，完全不需要考虑特殊情况，本来就是人搬/提着走，或一个小车推着走，或被车载着，突然的异常数据，直接忽略。

g921002 · 发表于 2014-5-15 23:20:51

感覺？實踐過再說吧~~^_^

henai521 · 发表于 2014-5-24 12:04:26

要看你的预算大约有多少？

pengxq · 发表于 2014-7-10 14:05:05

去ublox官网查吧，有带惯性导航的GPS。

ksec88 · 发表于 2014-7-26 19:54:49

那个PNI的设备大概多少钱啊？

lixin91985 · 发表于 2014-7-26 20:22:42

这东西是用到飞弹上的技术如果你的误差在100m内，那么已经是国际尖端人才了。。

惯性导航-有GPS作为初始，能否简单做到无GPS时精度<100米？

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