Die Essenz der Sensorfusion – Wiegen jedes Sensors

Im Rest dieses Artikels konzentrieren wir uns auf den physischen Standort, aber die gleiche Idee gilt auch für jede Größe, die Sie messen möchten. Sie denken vielleicht, dass mehrere Backup-Sensoren des gleichen Typs machbar sind, aber dabei vereinen sich oft auf bedauerliche Weise dieselben Schwächen.

Im Gegensatz dazu ist das Hybridsystem leistungsstärker. Kein Sensor kann uns Vertrauen vermitteln, denn jeder Sensor löst nur ein Problem und stellt verschiedene Fragmente dar, und nur durch die Kombination dieser können wir die Wahrheit erkennen.

Werfen wir einen Blick auf einige typische Sensoren, die in Quadrocoptern verwendet werden, und diskutieren wir ihre Vor- und Nachteile sowie ihre Rolle bei der Sensorfusion.

globales Positionierungssystem (GPS)

GPS weist offensichtliche Einschränkungen auf. Der Abtastfehler kann zwei Meter betragen und die Abweichung driftet mit dem Satelliten.

Wenn Sie das globale Positionierungssystem verwenden möchten, um die genaue Position auf Zentimeter zu ermitteln, müssen Sie es in der richtigen Position festnageln und in ein paar Tagen messen. Das ist offensichtlich nicht das, was wir wollen. Tatsächlich können jedoch selbst 100-Hz-GPS-Geräte bei hoher Geschwindigkeit in der Luft die Zeit nicht glätten.

GPS kann Ihnen nicht die Richtung sagen, in die Sie blicken, sondern nur die Richtung, in die Sie sich bewegen.

Darüber hinaus kann die Z-Auflösung (Höhe) ein Zehntel des Breiten- und Längengrades betragen. Wir müssen also 20 Meter zum Boden frei lassen. Das bedeutet, dass GPS allein nicht sagen kann, wie weit Sie vom Boden entfernt sind, sondern nur, wie weit Sie vom Meeresspiegel entfernt sind. Die logische Lösung besteht darin, vor dem Start eine Messung vorzunehmen, aber dann haben wir einen 20-Meter-Fehlerbalken. Darüber hinaus ist im Flug der Einfluss des Bodens auf GPS-Signale anders, sodass wir nicht davon ausgehen können, dass diese Fehler auf lange Sicht beseitigt werden – obwohl sie zunächst beseitigt werden!

Offensichtlich reicht ein GPS nicht aus.

Wir können nicht zuverlässig innerhalb von 20 bis 40 Metern über dem Boden fliegen, was einer Höhe von mindestens fünf Stockwerken entspricht, was für den Rand eine große Entfernung ist. Im wirklichen Leben ist es erstaunlich, sich irgendwo auf der Welt mit einem vertikalen Fehler von 20 Metern lokalisieren zu können … aber das kann uns nicht vor einem Absturz bewahren, ohne differenzielle GPS-Bodenstationen, teure Hochgeschwindigkeitsempfänger und einige gute Topologiekarten .