ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

12
Содержание
том 63 / Декабрь, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2020-63-12-1094-1102

УДК 527.62

РАЗРАБОТКА ВЫСОКОТОЧНОЙ СПУТНИКОВОЙ ЛОКАЛЬНО-ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ ДЛЯ БЕСПИЛОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

Чикрин Д. Е.
канд. техн. наук, доцент; Казанский (Приволжский) федеральный университет, кафедра киберфизических технологий; заведующий кафедрой;


Савинков П. А.
ARRIVAL LTD, разработка системы управления движением беспилотных автомобилей; руководитель группы;


Кокунин П. А.
канд. техн. наук, доцент; Казанский (Приволжский) федеральный университет; Центр цифровых трансформаций; директор Центра;


Шагиев Р. И.
ARRIVAL LTD, инженер по встраиваемым системам;


Аннотация. Рассмотрены современные тенденции создания интегрированных навигационных систем беспилотных транспортных средств. Обоснованы технические требования к перспективным отечественным навигационным системам беспилотных транспортных средств. Разработана и протестирована четырехточечная инерциальная система навигации, позволяющая повысить точность и достоверность получаемых траекторий движения транспортного средства. В модельных экспериментах погрешность отклонения восстановленной траектории от истинной составила порядка 2 % от пройденного расстояния. Разработана и реализована совмещенная система навигации с бесшовным переходом со спутниковой навигации на инерциальную и наоборот. Реализованы алгоритмы калибровки одометрических данных, определения начального курса транспортного средства, а также алгоритмы компенсации дрейфов инерциальной системы по данным спутниковой навигации.
Ключевые слова: глобальные навигационные спутниковые системы, инерциальные навигационные системы, системы локальной навигации, беспилотные транспортные средства

Список литературы:
  1. Vivacqua R., Vassallo R., Martins F. A low cost sensors approach for accurate vehicle localization and autonomous driving application // Sensors. 2017. Vol. 17(10).
  2. Nastro L. Position and orientation data requirements for precise autonomous vehicle navigation // Proc. of the XXI ISPRS Congress. 2008. Vol. XXXVII(1). P. 1237—1242.
  3. Bancroft J. B., Lachapelle G. Data fusion algorithms for multiple inertial measurement units // Sensors. 2011. Vol. 11(7). P. 6771—6798.
  4. Vaccaro R.J., Zaki A.S. Reduced-drift virtual gyro from an array of low-cost gyros // Sensors. 2017. Vol. 17(2).
  5. Jafari M. Optimal redundant sensor configuration for accuracy increasing in space inertial navigation system // Aerospace Science and Technology. 2015. Vol. 47. P. 467—472.
  6. Yuan X., Yu S., Zhang S., Wang G., Liu S. Quaternion-based unscented Kalman filter for accurate indoor heading estimation using wearable multi-sensor system // Sensors. 2015. Vol. 15(5). P. 10872—10890.
  7. Jonas C., Törnqvist D., Gustafsson F. Robust heading estimation indoors using convex optimization // Proceedings of the 16th Intern. Conf. on Information Fusion. 2013. P. 1173—1179.
  8. Renaudin V., Afzal M. H., Lachapelle G. New method for magnetometers based orientation estimation // IEEE PLANS, Position Location and Navigation Symposium. 2010. P. 348—356.
  9. El-Diasty M. An Accurate Heading Solution using MEMS-based Gyroscope and Magnetometer Integrated System (Preliminary Results) // ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2014. Vol. 2(2). P. 75—78.
  10. Kok M., Schon T. B. Magnetometer calibration using inertial sensors // IEEE Sensors J. 2016. Vol. 16(14). P. 5679—5689.
  11. Malyugina A., Igudesman K., Chickrin D. Least-squares fitting of a three-dimensional ellipsoid to noisy data // Applied Mathematical Sciences. 2014. Vol. 8(149-152). P. 7409—7421.
  12. BINR interface protocol specification Ver. 1.3 // GLONASS/GPS/GALILEO/COMPASS/SBAS NV08C receiver series / NAVIS Inc. 2012 .
  13. Wu Z., Sun Z., Zhang W., Chen Q. Attitude and gyro bias estimation by the rotation of an inertial measurement unit // Measurement Science and Technology. 2015. Vol. 26(12).
  14. Ruizenaar M.G.H., Kemp R.A.W. DriftLess™, an innovative method to estimate and compensate for the biases of inertial sensors // Proc. of the European Navigation Conference ENC-GNSS 2014. Rotterdam, 15—17 April 2014.