Odometria alapú beltéri autonóm navigáció autószerű járművel

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kiss Bálint
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

Szakdolgozatomban a kerekes jármű beltéri navigációjával és a pályarekonstrukció kérdésével foglalkoztam. Beltéri navigációról lévén szó, más megközelítést kellett alkalmazni és más szenzorokat lehetett használni, mint amikkel nap, mint nap találkozunk járműveinkben. A rendszer alapját két szenzor adta. Az első, az odometria, ami a kerékkontaktuspontok időegység alatt megtett távolságának mérését jelenti és amelynek felhasználásával becsülhető a jármű pozíciója és orientációja. A második, az egy ismert pozícióban elhelyezett mágnes érzékeléséből származó információ, ami ugyanezeket az információkat hordozza.

Az odometria természetes tulajdonsága a nagymértékű hiba akkumulálása, ami viszonylag kis távolságok megtétele után már használhatatlanná teszi a származtatott információkat. Az elkészített algoritmus egyik fő célja ennek a hibának a csökkentése és eliminálása volt. Erre kísérletet tettem redundáns érzékelők adatainak a fúziójával, valamint hibadetektáló algoritmus alkalmazásával. A módszer alkalmasnak tűnt a hiba mennyiségének csökkentésére, de a meglévő pontatlanságot már nem képes kijavítani.

Ennek érdekében egy olcsó és viszonylag könnyen kiépíthető rendszert alkalmaztam, melynek alapja egy ismert pozícióban elhelyezett mágnes érzékelése az autó által, amikor az elhalad felette. Ennek az információnak a segítségével pontosítható a jármű pozíció és orientáció becslése. Az adatok fúziójához kibővített Kálmán-szűrőt alkalmaztam, ami egy széles körben elterjedt eszköz hasonló feladatok megoldásához.

A rendszer egyes elemeit (odometriához szükséges szenzorok, mágneses vonalzó, adatfeldogozás és továbbítás) egy távirányítású autón elkészítettem és teszteltem. A folyamat során sok tapasztalatot gyűjtöttem, melyek segítségül voltak a későbbi szimuláció és tesztesetek elkészítésében. Jelen dokumentumban egy valós tesztesetet mutatok be, ami tartalmazza az egyes eszközök működésének validációját, valamint három szimulált tesztesetet, amik egy-egy gyakori hibalehetőséget tartalmaznak.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.