Локализация автономного транспортного средства в условиях плохого GPS-сигнала
Характеристика методов улучшения точности позиционирования транспортного средства, используя ограниченный набор сенсоров и карту в условиях плохого GPS-сигнала. Системы спутниковой навигации. Сравнение результатов фильтра частиц с фильтром Калмана.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.07.2020 |
| Размер файла | 3,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
6. Деревья закрывают обзор на части пути, а также, как и на 5-ом участке, распознаются столбы, неотмеченные на карте.
Заключение
В данной работы был рассмотрен алгоритм локализации транспортного средства в условиях плохого GPS-сигнала, основанный на использовании информации о местности. Фильтр частиц совместно с фильтром Калмана выдают отличные результаты. Точность локализации до 2 метров, при ошибке GPS в 15 метров.
В рамках выполнения основной задачи было проведено исследование в области локализации автономных транспортных средств. Рассмотрены различные методы решения смежных проблем. Придуман собственный алгоритм, решающий поставленную задачу, и реализовано ПО на его основе. Проведены эксперименты для оценки результатов работы алгоритма с разными параметрами и в разных условиях.
При тестировании было выявлено, что алгоритм плохо устойчив к окклюзии статических объектов и функционирует некорректно при их отсутствии в поле зрения. Для улучшения точности в дальнейшем можно применить следующие решения:
· Использовать только прогнозирование в фильтре частиц и в фильтре Калмана при отсутствии статических объектов в зоне видимости.
· Детектировать с помощью семантической сегментации объекты, которые могут закрывать обзор и учитывать это при составлении гистограмм в фильтре частиц.
· Воспользоваться визуальной одометрией, чтобы получать корректные результаты на поворотах.
· Применить трекинг для столбов, чтобы избавиться от шума семантической сегментации и улучшить детектирование.
· Разметить на карте столбы в радиусе 50 метров от трамвайных путей.
Список литературы
Real Time Kinematic. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Real_Time_Kinematic (дата обращения 13.03.2020).
Введение в SLAM. URL: https://www.singularis-lab.com/docs/materials/04_01_SLAM.pdf (дата обращения 13.03.2020).
Детекторы углов. URL: https://habr.com/ru/post/244541/ (дата обращения 13.03.2020).
Детекторы и дескрипторы особых точек. URL: https://habr.com/ru/post/414459/ (дата обращения 03.04.2020).
Ethan Rublee, Vincent Rabaud, Kurt Konolige, Gary Bradski. ORB: an efficient alternative to SIFT or SURF. In ICCV, 2011.
OpenCV: Optical Flow. URL: https://docs.opencv.org/3.4/d4/dee/tutorial_optical_flow.html (дата обращения 01.04.2020).
То, что вы хотели знать про оптический поток. URL: https://habr.com/ru/post/201406/ (дата обращения 17.02.2020).
OpenCV: Camera Calibration and 3D Reconstruction. URL: https://docs.opencv.org/2.4/modules/calib3d/doc/camera_calibration_and_3d_reconstruction.html (дата обращения 20.04.2020).
Nabil Zhafri Mohd Nasir, Muhammad Aizzat Zakaria, Saifudin Razali, Mohd Yazid bin Abu. Autonomous mobile robot localization using Kalman filter. In MATEC, 2017.
Фильтра Калмана. URL: https://habr.com/ru/post/166693/ (дата обращения 20.04.2020).
Простыми словами о фильтре частиц. URL: https://habr.com/ru/post/276801/ (дата обращения 10.04.2020).
OpenCV: Histogram Comparison. URL: https://docs.opencv.org/2.4/doc/tutorials/imgproc/histograms/histogram_comparison/histogram_comparison.html (дата обращения 21.04.2020).
Tyler G. R. Reid et al. Localization requirements for autonomous vehicles. URL: https://arxiv.org/pdf/1906.01061v1.pdf
Marcus A. Brubaker, Andreas Geiger and Raquel Urtasun. Lost! Leveraging the Crowd for Probabilistic Visual Self-Localization. In CVPR, 2013. URL: http://www.cs.toronto.edu/~mbrubake/projects/CVPR13.pdf
Erik Stenborg et al. Long-term Visual localization using semantically segmented images. URL: https://deepai.org/publication/long-term-visual-localization-using-semantically-segmented-images
Erik Stenborg. Localization for autonomous vehicles. URL:http://publications.lib.chalmers.se/records/fulltext/252423/252423.pdf
Robert Spangenberg. Landmark-based localization for autonomous vehicles. URL:https://d-nb.info/1099282942/34
Приложение
Диаграмма логики работы алгоритма
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Идея создания спутниковой навигации. Радиотехнические характеристики GPS-спутников. Сигнал с кодом стандартной точности. Защищённый сигнал повышенной точности ГЛОНАСС. Навигационное сообщение сигнала L3OC, его передача, точность определения координат.
реферат [37,9 K], добавлен 02.10.2014Составление структурной схемы для заданной системы, используя метод степенных рядов. Нахождение и сравнение управления оптимального по точности, по расходу сигнала и по быстродействию. Моделирование полученных результатов в математическом пакете MathCAD.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 08.07.2014Уменьшение дисперсии шумовой составляющей многокритериальными методами сглаживания цифрового сигнала, представленного единственной реализацией нестационарного случайного процесса в условиях априорной информации о функциях сигнала и характеристиках шума.
реферат [488,8 K], добавлен 01.04.2011Расчёт объёма звукового файла и порядка фильтра Баттерворта как основа для приложений обработки сигналов. Спектр входного сигнала и его частота. Расчет порядка фильтра и дискретная функция передач. Амплитудная модуляция и детектирование сигнала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 07.05.2012Принципы определения граничных частот многоканального сигнала для заданных параметров. Особенности оценки линейного спектра сигнала спутниковой связи. Анализ уровня сигнала на входе приемника. Мощность тепловых шумов на выходе телефонной коммутации.
контрольная работа [106,6 K], добавлен 28.12.2014Построение графиков амплитудного и фазового спектров периодического сигнала. Расчет рекурсивного цифрового фильтра, цифрового спектра сигнала с помощью дискретного преобразования Фурье. Оценка спектральной плотности мощности входного и выходного сигнала.
контрольная работа [434,7 K], добавлен 10.05.2013Спутниковая система навигации как комплексная электронно-техническая система, ее структура и содержание, назначение и функциональные особенности. Состав аппаратуры пользователя и правила ее применения. Принцип действия GPS и степень точности сигнала.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.11.2010История создания и основное назначение системы глобального позиционирования как спутниковой системы навигации, обеспечивающей измерение расстояния, времени и определяющей местоположение объектов. Транслирующие элементы системы GPS и сфера её применения.
презентация [1,2 M], добавлен 29.03.2014Спектральный анализ и расчет дискретизируемого сигнала, оценка его погрешности. Исследование частотных и временных характеристик восстанавливающего фильтра. Проверка основных расчетных результатов с помощью имитационного (схемотехнического) моделирования.
лабораторная работа [530,5 K], добавлен 21.03.2014Построение математической модели динамической системы. Изучение цепочки усилителей, состоящих из соединенных последовательно безынерционного усилителя и фильтра. Неустойчивость образования периодического сигнала и хаотизация сигнала в цепочке усилителей.
контрольная работа [64,7 K], добавлен 24.11.2015Исследование особенностей распространения радиоволн в городской местности. Поляризационные характеристики лучей радиоканала и флуктуации уровня сигнала в городе. Расчет потерь сигнала радиосвязи и исследование распределение поля в городских условиях.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 06.06.2014Нахождение и построение спектра мощности входного сигнала и помехи на входе средства измерения. Выбор параметров фильтра, исходя из допустимого уровня помехи. Оценивание аддитивной и суммарной мультипликативной погрешности, класса точности прибора.
курсовая работа [622,8 K], добавлен 22.02.2012Преимущества спутниковой навигационной системы. Развитие радионавигации в США, России. Опробование основной идеи GPS. Сегодняшнее состояние NAVSTAR GPS. Навигационные задачи и методы их решения. Система глобального позиционирования NAVSTAR и ГЛОНАСС.
реферат [619,3 K], добавлен 18.04.2013Системы спутниковой навигации GPS и ГЛОНАСС, их сравнение. Проектирование и особенности совмещенного приемника. Предварительные результаты тестирования. Электрические характеристики и конструктив. Работоспособность GPS модуля в закрытом помещении.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 06.01.2014Расчет коэффициентов фильтра с помощью Matlab. Фазово-частотная характеристика фильтра. Синтезирование входного сигнала в виде аддитивной смеси гармонического сигнала с шумом. Нерукурсивный цифровой фильтр, отличительная особенность и выходной сигнал.
контрольная работа [4,6 M], добавлен 08.11.2012Нахождение отношения правдоподобия. Условная вероятность сигнала в отсутствии цели. Критерий Неймана-Пирсона. Оптимальное значение порогов. Корреляционная природа фильтрующих свойств пассивного линейного фильтра. Импульсный отклик фильтра интегратора.
реферат [1008,7 K], добавлен 13.10.2013Подготовка аналогового сигнала к цифровой обработке. Вычисление спектральной плотности аналогового сигнала. Специфика синтеза цифрового фильтра по заданному аналоговому фильтру-прототипу. Расчет и построение временных характеристик аналогового фильтра.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 02.11.2011Создание компаратора и входного усилителя фильтра. Амплидно-частотная характеристика полосового фильтра. Разработка схемы преобразователя уровня и буфера. Осциллограммы моделирования работы такта преобразования гармонического сигнала в логический.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.01.2016Анализ цифровых устройств формирования видеоизображения. Основные форматы представления видеосигнала. Цифровое представление телевизионного сигнала. Принципиальный способ решения проблем передачи и записи с высокой степенью помехозащищенности сигнала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.06.2015Распределение европейского рынка спутниковой системы навигации в 2000-2010 гг. Требования к спутниковым системам навигации. Определение координат наземным комплексом управления. Точность местоопределения и стабильность функционирования навигации.
презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2013
