GPS с гироскопом и одометром.

Добавил выход для подключения ардуины (UART и 5V):
http://svimik.com/IMG_20190730_191509.jpg
http://svimik.com/IMG_20190730_194431.jpg

Сделал сумматор импульсов, чтобы использовать оба задних колеса:
http://svimik.com/IMG_20190730_192442.jpg
http://svimik.com/IMG_20190730_202410.jpg
Код можно взять здесь: https://gist.github.com/SviMik/9b7d5af135ae5ea2b234d6699f818c67

Тест в туннеле:

Разворот в первую и вторую полосу.

Этот снимок пришлось сместить под трек, что-то он аж на 7 метров уехал
Далее все снимки пойдут как есть, без смещения. Похоже, какой-то одиночный косяк Maa-amet.

Сравнение с GPS в телефоне:

Тут телефон поймал последнюю точку у форточки:

Круть крутецкая. Мы читаем и молча завидуем))

Вот вам и первая success story: T1 Mall of Tallinn

Изначально это выглядело так:

Далее, я проехался там со своим новым девайсом, и получил вот такие треки:

Итоговый результат:

В принципе, такое здание - это предел возможностей девайса. И то, я выныривал из него три раза, чтобы поймать GPS.

В первый раз я попытался замапить вообще всё за один заход. За 15 минут набежала ошибка в 5 метров. На скрине выше видно, что линии уже начали ехать. Потом стал периодически выныривать, чтобы поймать GPS. После этого выработал тактику: отдельно проезжать здание насквозь по кратчайшему пути, чтобы точнее замапить все въезды, выезды, и главные проезды. Потом уже развлекаться со всякими parking_aisle.

Красота!
Интересно, к велокомпьютеру можно подключить?

Да, уж красота. Всеж датчики ABS супер-качественную инфу для счисления пути поставляют!

Дык, так инерциалки все только так и работают — надо иногда выныривать для уточнения позиции

Можно, если сделать четырехколесный велик, который повороты без крена проходит.

Не, мой двухколёсный и с креном, хотя на море на чём-то подобном катались по набережной https://strongpeople.ru/velomobili/modeli-dlja-kommercheskogo-ispolzovanija/chetyrekhmestnyy-velomobil-infanteriya/ там точно крена не было, надо брать

Можно попробовать поставить девайс на электронный стабилизатор для камеры, чтобы он всегда был горизонтальным.
Ну или уговорить автора ещё раз попробовать 6-осевые сенсоры, может что-то интересное на рынке появилось.

2. С шестиосевыми гиррскопами есть одна большая проблема — вы получаете огромный поток ненужной информации, 90% из нее невозможно очистить от мусора изза тряски, но для работы системы нужно и достаточно одной оси - Ζ. То есть добавляется огромное количество ресурсов, а качество информации не становится лучше. Задача определения горизонта впринципе нерешаема в mems гироскопах на подвижной платформе, как и задача определения нулевой скорости при остановке в mems линейных акселерометрах. Изза шумов все уходит и уплывает.

3. Да, гиростабилизированные платформы это интересно и может помочь, втч и гимбалы от камер. Только опять важно не связываться с трехосевыми подвесами иначе они “сожрут” информацию о повороте транспортного средства вокруг оси Z и вся затея потеряет всякий смысл.

Отсюда вывод - круче mems могут быть большие гироскопы, механически-вращающиеся, лазерные, волоконно-оптические, какие угодно, но только в микросхемах ловить больше нечего. Да, и пульсы одометра заменить нечем по той-же причине.

Спасибо, Кэп. Да, надо будет поискать двухосевой, или тот, у которого третью ось можно отключить.
Альтернатива - собрать такой самому. Можно сделать довольно компактно, нам ведь сильные наклоны не нужны.
Как ещё вариант - поставить гироскоп на отдельную плату, и использовать микросерво или магнитный подвес для его стабилизации. Такое уже может влезть в саму коробку.

Все 6 осей нужны для одной цели - вычисление наклона платформы. Далее, имея наклон, мы можем:

1. Использовать 3 оси гироскопа для вычисления четвёртой, виртуальной оси, которая располагалась бы горизонтально.
2. В зависимости от наклона дороги отредактировать показания одометра, чтобы расстояние считалось относительно горизонтальной плоскости.
   Оба пункта должны решить проблему езды по наклонным поверхностям.

Рекомендую также обратить внимание на MEMS массивы:
https://inertialelements.com/osmium-mimu4444.html
У одиночного MEMS датчика дрейф 5.4 градуса в час. Усредняя 4 штуки уже получается 2.3 градуса в час. А если поставить 32 штуки - всего 1.2 градуса в час.
Цена за готовое изделие немного неадекватная, но компоненты недорогие, можно повторить такое самому.

Ну и чисто поржать, если есть лишние 100 баксов:
https://www.ebay.com/itm/KVH-DSP-5000-Fiber-Optic-Gyro-o/323866115567
Оптоволоконный гироскоп. Модель 2002 года и б/у, отсюда такая цена. Но по идее даже оно должно быть лучше любых MEMS. В своё время такая коробочка 4000$ стоила.

SviMik, никто не обещал, что у датчиков будет нормаловское распределение дрейфа. Их нельзя так, арифметически, усреднять. (усреднять-то можно)) тока опираться на те градусы ябы побоялся).

По результатам месяца использования набралась некоторая статистика

Итого, разброс координат составил приблизительно плюс-минус полмашины (60см)

А у вас случаем EGNOS не ловится ? Уж больно хороши результаты.

Увы, не знаю, как смотреть.

Для навигатора - хорошие. Для мапинга - хочется лучше. Очень жду результатов теста двухдиапазонного приёмника.

chnav, не, это гироскопы. Sbas’ы такие точности не дадут. Можно на сотовом погонять спутник поправок, даже если его нет. Через инет.

Программа Status GPS → location source: sbas enhanced (ddk).
Вот, в сторону ддк и копать. Бесплатное приложение на неделю, что ли. А Статус гпс умеет в него тыкаться.

Гироскопы убирают скачки позиции в плохих условиях приёма плюс DR при отсутствии сигнала, глобальной точности они не добавляют. Хотя конечно качество по сравнению с автономной позицией ощутимо лучше.
Гладкий != точный.

Добавлю про сравнение треков, это касается абсолютно всех треков, не только данной теме. По сути мы сравниваем в одномерном пространстве, т.е. смещение треков поперёк направления движения. Смещение вдоль никого не интересует и его невозможно увидеть на треке. Пример двумерного случая - “балконный тест”, когда координата гуляет в двух осях.

По идее надо посмотреть строку $xxGGA, но полагаю было бы видно и в $xxGSA.
Посмотрел в вики, у вас должен быть виден спутник 36 (PRN123), юг-юго-запад возвышением около 30°.
https://en.wikipedia.org/wiki/European_Geostationary_Navigation_Overlay_Service

Сделал сравнение с RTK приёмником ZED-F9P (зелёный):

RTK определённо проигрывает в тоннелях и под мостами

Ну а если серьёзно, то время до fixed координат составило порядка 2с при проезде под мостами и 4.5с при выезде из тоннеля. В целом, в городском цикле у меня получилось:
fixed - 89.1%
float - 5.8%
dgnss - 5.1%

Погрешность dead reckoning в сравнении с RTK составила от 1 до 2 метров, если мерить расстояние между треками перпендикулярно. Но у dead reckoning обнаружилось ещё некоторое отставание координат по времени, которое плавает от 200 до 500мс. Так что если сравнивать точки с одинаковыми метками времени, то получаются скорее диагонали:
http://svimik.com/drvsrtk7.png

:thumbup: Первое на моей памяти лет за 10-15 корректное сравнение координат в кинематике среди обычных пользователей. А то обычно сравнивают cross-error, т.е. по одной из осей поперечной треку, а продольная ошибка не учитывалась.
Были даже клоуны среди рыбаков, которые убеждали, что точность гарминов в движении выше, чем в статике; на основании этого предлагали засекать лунки на льду, записывая трек на снегоходе в двух перпендикулярных направлениях :рукалицо:

Я думаю во дворах многоэтажек разница будет существеннее. А в открытом поле, сферическом вакууме можно и посравнивать

Гироскопия и навигация 2020.

Очередной виток проекта близится к своему завершению: к НГ должно появиться еще немного коробочек с гироскопом и одометром. Косяки 8го чипа и неготовность 9го оставили работоспособной только коробочку на чипе LEA-6R. Вот ее то и удалось перевыпустить, ограниченным числом, для любителей математических изысков и картографирования мест, неподвластных спутниковым приборам, даже с RTK.

Краткое содержание предыдущих 15 страниц: коробочка предназначена для установки в четырехколесное транспортное средство, проходящее повороты с минимальным креном. Основной режим работы - GPS. Она принимает спутниковые сигналы на отличную внешнюю магнитную антеннку на крыше авто и передает координаты на Ваше навигаторное-картографирующее устройство - ноутбук-планшет-телефон и т.п. Понятное что делает он это намного серьезнее, чем встроенный навигационный чип (если он есть) хотябы за счет благоприятных условий приема GPS сигналов внешней антенной.

Но основное ее(коробочки) свойство - ИНС - способность выстраивать линии и траектории движения не как массив абстрактных точек от летящих в космосе спутников, а именно описывать маневры автомобиля: тут притормозил, тут вошел в поворот, тут перестроился. Графическая разница местами фантастическая. Картинки сравнения на этой странице выше. Спасибо уважемому SviMik!!! Даже если набегают погрешности это не бесформенные звезды дрейфа GPS, а все равно красивые линии градостроительных или ландшафтных структур, осей дорог или бордюрных камней, кто как ездит. Это главное.

Сведения о подключении к авто: на вкус и цвет у всех фломастеры разные. Самые качественные результаты у профессиональных установок типа магнитики на ободе колеса, геркон или proximity sensor на ступице считатет обороты колеса и полученные импульсы прямиком выдает в коробочку. Менее хлопотное хозяйство - найти в машине сигнал VSS, в приборке, за магнитолой и т.п., но такой вариант в CAN машинах встречается все реже и реже. Самый бизнес-лакшери вариант - подключение специального адаптера к CAN шине. Он берет все нужные данные из штатной проводки и генерит пульсы VSS для коробочки. Цифровые посредники передачи данных приводят к задержкам, поэтому для качественных результатов приходится немного корректировать манеру вождения. Достать CAN адаптеры на VW и Hyundai легко, на другие немецкие авто посложнее, на остальные авто еще сложнее (дороже). Так недавно поставили всю систему на SsangYong Kyron 2010. Дико сложный протокол обмена данными, но все подключили-поставили с первого раза, профессиональная установка - несколько небольших коробочек под правым сиденьем. Как нибудь выложу фотки.

Сведения о подключении к навигатору. Ноги у всей истории растут из CarPC и Windows 95-7-10, поэтому основной разъем - USB. Даже если у Вас нет компа в машине этот разъем понадобится чтобы подать питание на всю схему. Второй по популярности способ подключения - bluetooth. Вообще все коробочки-провода спрятаны внутри, ничего не торчит. Android, MOSK-служба, пара программ и все работает. Не бог весть какие сложности. Таксовать с таим не дадут потому что таксистам запрещены фейковые GPS, остальные все приложения работают. Айфоны не поддерживаются (я не знаю как подключить). Может можно както. Зато для hardawre специалистов множество возможностей подключения - RS-232, TTL-UART, NMEA-0183 и бинарные протоколы по высокоскоростным шинам.

Есть во всей этой истории и практическо-навигационный выхлоп: ваши шансы выехать в нужную сторону с подземной парковки или из многоэтажного гаража с работающей навигацией многократно возрастают. Ну и элемент эксклюзива - такого ни у кого нет. Кайфы.

На рисунке субботний заезд под ТРЦ в дикой пробке. И выезд!!

Хотелось бы понять насколько это может быть интересно сейчас. По идее самое время, премия на НГ и пару расслабленных недель чтобы все установить-собрать если своими силами. По себестоимости производства опять удалось уложиться в четырехзначный ценник, хоть и не так свободно как раньше. CAN адаптеры стоят 5-7-15 тыр. теоретически, но торговать ими не планировалось. Если много желающих наберется можно будет подумать о некоей централизованной поставке. Пока каждый себе сам доставал.

Более предметное общение в личке тут и там ↓↓↓