Įprastas palydovinės navigacijos imtuvas padėtį nustato kelių metrų tikslumu. Automobiliui to užtenka, bet mobiliajam robotui, kuris turi sustoti prie konkrečios detalės ar važiuoti siauru koridoriumi, – ne. Čia naudojamas RTK (Real-Time Kinematic) – metodas, leidžiantis lauke pasiekti centimetrinį tikslumą.
Kaip veikia RTK
Šalia darbo zonos stovi nejudanti bazinė stotis, kurios koordinatės tiksliai žinomos. Ji mato tuos pačius palydovus kaip ir judantis imtuvas (roveris), apskaičiuoja signalo paklaidas ir realiuoju laiku siunčia pataisas. Roveris jas pritaiko ir padėtį nustato centimetrų tikslumu. Pataisos dažniausiai perduodamos internetu NTRIP protokolu arba radijo ryšiu.
- RTK Fixed – geriausias režimas, centimetrinis tikslumas.
- RTK Float – pataisos gaunamos, bet tikslumas tik decimetrų lygio.
- Be pataisų – įprastas metrų lygio tikslumas.
Savo bazinė stotis ar tinklas?
Pataisas galima gauti iš valstybinio ar komercinio VRS tinklo arba pasistatyti savo bazinę stotį. Savo stotis arti darbo zonos duoda stabilesnį rezultatą ir nepriklauso nuo tinklo. Mūsų mobiliosios platformos projekte naudojame abu: savo bazinę stotį (Septentrio mosaic-X5 pagrindu, 160–200 m nuo roverio) ir atsarginį VRS tinklą, į kurį sistema persijungia automatiškai, jei pataisos dingsta ilgiau nei minutę. Abiejų šaltinių poslinkį išmatavome ir suderinome – jie sutampa 4 mm tikslumu.
Ne tik padėtis, bet ir kryptis
Robotui reikia žinoti ne tik, kur jis yra, bet ir į kurią pusę jis atsuktas. Tam naudojamos dvi antenos: iš jų padėčių skirtumo apskaičiuojama kryptis. Mūsų platformoje antenos sumontuotos 1,28 m atstumu, krypties paklaida apie 0,23° (1σ). Jei kryptis iš antenų trumpam dingsta, ją išlaiko inercinis jutiklis (giroskopas).
Ką parodė bandymai
- Stovint 60 s: 600 iš 600 matavimų RTK Fixed režimu, horizontali paklaida apie 9 mm (1σ) ir 2 cm (95 %).
- Važiuojant maršrutu (10 Hz, Stanley valdiklis): nuokrypio mediana 5,2 cm, 95 % laiko – iki 12,1 cm. Čia jau įeina ir pačios platformos valdymo tikslumas.
- Šalia aukštų objektų dalis palydovų užstojama, signalas atsispindi. Pakėlus aukščio kaukę iki 12° (atmetus žemai virš horizonto esančius palydovus), RTK Fixed dalis prie vagonų padidėjo nuo maždaug 50 % iki 93–98 %.
Tai bandymų rezultatai konkrečioje vietoje, o ne eksploatacijoje patvirtintas tikslumas bet kokiomis sąlygomis.
Kur tai naudinga
- Mobilūs robotai ir platformos, dirbantys lauke: apžiūra, matavimai, transportavimas.
- Tikslus sustojimas prie objekto, po kurio darbą tęsia robotas su 3D rega.
- Didelių objektų ir teritorijų matavimai, kai reikia susieti duomenis su vieta.
Svarbu suprasti: RTK atveža robotą iki vietos kelių centimetrų tikslumu, o milimetrinį tikslumą duoda 3D skeneris ir roboto trajektorijos korekcija pagal skeną. Visą sistemą aprašome straipsnyje apie autonominę apžiūros platformą.
Jei planuojate mobilųjį robotą ar platformą su tikslia navigacija – susisiekite.