Beschrijving fictief systeem
o*
Twee relatieve plaatsbepalingssensoren. Het elektronisch kompas
(rechts) wordt achter de voorruit bevestigd en dient zorgvuldig te
worden gekalibreerd. De odometer (links) is een uiterst kleine, goed
kope elektro-magnetische sensor. Het wordt bevestigd aan de rem-
trommel van het achterwiel. Op de velg zitten kleine magneetstripjes.
Wielomwentelingen worden zodoende vertaald in elektrische pulsen
(foto m.m.v. Bosch/Blaupunkt Nederland).
lijke posities aanzienlijk. Getracht wordt de met andere
sensoren bepaalde positie te rijmen met dit digitaal
wegenbestand (map-matching).
Voordeel is dat plaatsbepaling in een regionaal of wereld
wijd coördinatenstelsel geschiedt. De nadelen zijn dat het
opzetten en bijhouden van een compleet digitaal wegen
bestand een omvangrijke taak is (kosten) en dat de digi
tale kaart, hoewel in principe autonoom, toch afhankelijk
is van externe informatie, omdat het wegennet aan ver
anderingen onderhevig is (actualiteit).
In de praktijk omvat het plaatsbepalingsgedeelte van een
autonavigatiesysteem vaak meerdere sensoren. In de
Bosch Travelpilot en in het CARIN-systeem van Philips
treffen we naast een elektronisch kompas en twee odo
meters ook een digitale kaart aan. Thans worden ook
systemen aangeboden, die zijn gebaseerd op alleen een
GPS-ontvanger.
De kwaliteit van een fictief, maar representatief, auto
navigatiesysteem is onderzocht om een indicatie van de
kwaliteit te verkrijgen. De geodetische kwaliteit omvat
precisie en betrouwbaarheid.
Er is uitgegaan van plaatsbepaling in het platte vlak (x-,
y-coördinaten). De auto is uitgerust met een niet nader
gespecificeerd radioplaatsbepalingssysteem, dat x-, y-
coördinaten levert met een precisie van o 5 m (denk
aan differentiële GPS). Het waarnemingsinterval is 1
seconde. Verder zijn ingebouwd twee odometers, die in
30 0
m
s
25 0
20.0
0.0
250
200
100
150
50
0
[s]
Fig. 1. Snelheidsprofiel.
dit geval de snelheid meten, o 0,1 m/s, en een elektro
nisch kompas, o 3°. Voor beide geldt een waarne
mingsinterval van 0,5 seconde. Alle waarnemingsgroot
heden worden normaal verdeeld verondersteld. De auto
legt het in fig. 2 afgebeelde traject af in 230 seconden.
Het snelheidsprofiel is afgebeeld in fig. 1.
Gege vens verwerking
Veelal wordt voor de gegevensverwerking in autonavi
gatiesystemen een Kalman-filter gebruikt. Dit Kalman-
filterproces is, onder een aantal aannamen, te zien als
het recursief oplossen van een model met waarnemings
vergelijkingen. Deze constatering, zie [2], houdt in dat
met de waarnemingsgrootheden y (waarnemingen y zijn
afkomstig van de diverse sensoren) schatters voor de on
bekenden x kunnen worden berekend (met het kleinste-
kwadraten algoritme). De vector x bevat onder andere de
positie-coördinaten van de auto en mogelijk de snelheid
en de koers.
gegevensverwerking
gebaseerd op het x
Qy
model E iy! Ax q..
waariny
vector met waarnemingsgrootheden
X
vector met schatters voor de onbekenden
Qy
covariantiematrix van y
covariantiematrix van x
A
design matrix
Schema gegevensverwerking.
Recursief houdt in dat niet wordt gewacht met het schat
ten van de onbekenden, totdat alle waarnemingen zijn
gedaan, zoals in de landmeetkunde gebruikelijk is. Op
basis van de in een bepaald tijdsinterval verzamelde
waarnemingen en op basis van de vorige schatting voor
de onbekenden, wordt een nieuwe (voorlopige) schatting
voor x berekend. Bij het navigeren heeft men immers de
geschatte coördinaten ogenblikkelijk nodig.
*- t.J'r
Opengewerkt elektronisch kompas. Twee spoeltjes zijn onderling
loodrecht gemonteerd en elk meet een component van het aard-
magnetisch veld. Zodoende kan de richting naar de magnetische
noordpool in het horizontale vlak worden bepaald (foto m.m.v.
Bosch/Blaupunkt Nederland).
NGT GEODESIA 94 - 9
