• 终端_传感器地图和定位


    定位模块

      IMU、GPS、里程计和视觉里程计等
    建图和定位
     SLAM(simultaneous localization and mapping
     NDT是一种点云配准算法,可同时用于点云的建图和定位	
        NDT-Mapping  NDT-Matching	正态分布变换(Normal Distributions Transform, NDT)。它能实现满足无人车需求的厘米级的定位需求 
    	  AutoWare 是由日本名古屋大学和Tier IV主导的全栈开源自动驾驶系统,其
    	   core_percepetion模块中对ndt_mapping和ndt_localization进行了很好的实现
    	   比较lidar扫描得到的点云和我们的地图点云-NDT配准就是用于解决这些细微的偏差问题
    	   https://github.com/CPFL/Autoware
      imu和odom信息的融合  IMU
      
     高精地图
       第一层道路模型(Road Model),定义道路特征,
                              例如拓扑、行驶方向、高程、坡度/坡道(slope/ramps)、规则、路缘/边界(curbs/boundaries)和交叉路口。这个用于导航。
       第二层车道模型(Lane Model),定义车道级别的特征,
                               例如道路类型、线、道路宽度、停车区域和速度限制。该层作为感知模块,用于自动驾驶,根据实时交通或环境做出决策。
       最后一层定位模型(Localization Model),顾名思义,在高清地图中定位自动车辆。
                      该层包含路边设施,例如建筑物、交通信号、标志和路面标记	 
    

    定位:提供GPS+IMU信息

    GPS即全球定位系统(Global Position System)的定位原理叫做三角定位法(Triangulation)
    过GPS+RTK的方法来解决定位问题,RTK(Real - time kinematic,实时动态)载波相位差分技术-完成车辆的精确定位
    测量加速度,就要使用“三轴加速度计”传感器。它可以精确测量加速度
      加速度计和陀螺仪合起来就是是 IMU(惯性测量单元)一个解决速度,一个解决方向。IMU 频率为1000Hz,所以 IMU 可以提供接近实时的位置信息
    定位 
     将GPS和IUM的优势融合到一块要用到卡尔曼滤波器。
      GPS得到的经纬度信息作为输入信号传入IMU,IMU再通过串口线与控制器相连接,以此获取更高频率的定位结果
     卡尔曼滤波器是一个最优化的自回归数据处理算法(Optimal recursive data processing algorithm)
    

    高精地图与定位

        卫星定位获取自车的大概位置
        传感器扫描的信息与高精地图的点云信息(包含精确的位置信息)进行匹配
    	高精地图可以提供准确度较高的先验数据,与传感器实时获取的数据可以进行对比验证
    格式:
       一种是NDS(Navigation Data Standard导航数据标准),一种是OpenDrive。 
     数据处理
        创建一个点云地图,需要两个重要的信息一个是定位信息,另一个是点云信息
    把高精地图看作离线的传感器	
    

    Linux 终端

    将LINUX的控制台定向到串口终端  串口调试设置 ttyS0:9600	
     常使用tty来简称各种类型的终端设备。tty是Teletype的缩写
        01.串行端口终端(/dev/ttySn)
           使用计算机串行端口连接的终端设备。串行端口对应的设备名称是/dev/ttySn。如/dev/ttyS0、/dev/ttyS1等,设备号分别是(4,0)、(4,1)
    	02.控制台终端(/dev/ttyn, /dev/console
    	03.伪终端(/dev/pty/)
      串口 
         COM1     [under Windows] 
    	 or ttyS0 [under Linux)
    	console=tty0 console=ttyS0,9600
    

    RTK(Real Time Kinematic,实时动态载波相位差分技术)

     RTK高精度定位,之前都是通过自建基准站的方式实现的,基准站和移动站之间通过数传电台传输RTCM差分数据,
     这种方式的好处是系统封闭,不依赖于第三方,缺点是每次都要架基站
    01. RTK“1+1”
         一加一的概念是一个基准站和一个移动站
          传统的“1+1”RTK必须先建立基准站,而所谓移动站就是指采集终端,即测量员拿在手里到所需要测量位置去测的那个RTK设备。
        02.  网络RTK
         网络RTK只需要一台带有GPRS模块的接收机,通过连接软件登入cors系统,即可获取厘米级定位坐标,可以实现在服务覆盖范围内的测量作业。 
      卫星系统16个信号,
    如何根据终端设备的需要,选择接入不同的卫星系统和信号(电文)	 
    RTCM是英文Radio Technology Committee of Marine
       Radio Technical Commission for Maritime Services 提出了一种通用的GNSS数据编码格式用于网络通讯 ,
       与后处理常用的RINRX文件格式类似,RTCM 可以说是实时GNSS服务中的RINEX文件
       RTCM的核心在于各种Message的定义rtcm3.2格式定义了多种Message格式
    

    CORS系统

    连续运行(卫星定位服务)参考站(Continuously Operating Reference Stations),缩写为CORS
         基准站网由范围内均匀分布的基准站组成。负责采集GPS卫星观测数据并输送至数据处理中心,同时提供系统完好性监测服务。
    移动站 CORS 中设置远程 IP 地址、端口号、源列表、用户名、密码
    

    Ntrip协议

    Ntrip(NetWorked  Transport  of  RTCM  via  Internet  Protocol)协议
    来实现 CORS(Continues  Operation  Reference  System)观测站和用户之间差分数据的无线传输 
    它的基础是 HTTP网络通用协议,建立在网络 TCP / IP 协议基础之上
    方式1:NTRIP 接入使用CORS账号和密码接入高精度定位服务
       Ntrip 网络主要由 3 个部分组成:
       Ntrip 客户端(Ntrip Client)、
       Ntrip 服务器(Ntrip Server)和 
       Ntrip 处理中心(NtripCaster)。
       这里的 Ntrip 客户端和 Ntrip 服务器都只相当于 HTTP 连接中的客户端,
       Ntrip 处理中心才是响应它们的服务处理器。
    

    NTRIP工具

    RTKLIB: An Open Source Program Package for GNSS Positioning 
         RINEX (Receiver Independent Exchange Format,与接收机无关的交换格式)
    	 读取RINEX格式的函数 括了RINEX 2版本,有包括了RINEX 3版本
     强大的GPS数据实时和后处理功能
      cd app/str2str/gcc
      str2str播发TCP server,然后Node.js接收TCP client
    
      str2str -in serial://ttyACM1:115200:8:n:1 -out tcpsvr://:8002
      
      serial: serial://port[:brate[:bsize[:parity[:stopb[:fctr]]]]]
      tcp server: tcpsvr://:port
      tcp client: tcpcli://addr[:port]
      ntrip client : ntrip://[user[:passwd]@]addr[:port][/mntpnt]
      ntrip server : ntrips://[:passwd@]addr[:port][/mntpnt[:str]] (only out)
      file         : [file://]path[::T][::+start][::xseppd][::S=swap]
      
     格式:
       rtcm2        : RTCM 2 (only in)
       rtcm3        : RTCM 3 (in and out)
       nov : NovAtel OEMV/4/6,OEMStar (only in) oem3 : NovAtel OEM3 (only in)
       ubx : ublox LEA-4T/5T/6T (only in)
       ss2 : NovAtel Superstar II (only in)
       hemis : Hemisphere Eclipse/Crescent (only in) stq : SkyTraq S1315F (only in)
       javad: Javad (only in)
       nvs: NVS BINR (only in)
       binex: BINEX (only in	 
    
     用户根据数据中心给的 IP 地址和端口,就很容易收到 Ntripcaster 制定的源列表信息,
     从源列表中就可以选定自己需要的格式的数据,直接和提供该数据的节点建立联系
    

    设备

     数据终端单元(Data Terminal Unit)
     DTU (Data Transfer unit),是专门用于
         将串口数据转换为IP数据
       或将IP数据转换为串口数据
     通过无线通信网络进行传送的无线终端设备
    
    NovAtel公司 是精密全球导航卫星系统(GNSS)及其子系统领域中,处于领先地位的产品与技术供应商
      NovAtel GPS接收机
      NovAtel GPS的串口默认设置为9600 BPS,收发模式为NovAtel数据格式,
      若收发模式变为RTCM、RTCA或NONE等其他模式
    终端设备:
       中海达、华测、司南、和芯星通、麦格天宝 等
       天宝(Trimble)、诺瓦泰(NovAtel)、拓普康(Topcon) 
    

    novatel_oem7_driver

    cd ~/sensor/novatel_oem7_driver
    roslaunch novatel_oem7_driver  oem7_tty.launch
        oem7_gps_file.launch
        oem7_net.launch
        oem7_tty.launch
     pose_sub_topic: /novatel/oem7/odom
    # pose_sub_topic: /test/localization/pose
    资料参考
     NovAtel OEM7 Driver  ROS Driver for NovAtel OEM7 GNSS/SPAN Receivers.
      https://wiki.ros.org/novatel_oem7_driver
      https://github.com/novatel/novatel_oem7_driver	
      
     nav_msgs/Odometry Message (里程计信息)
     geometry_msgs/Pose
        geometry_msgs/Quaternion  以四元数形式表示自由空间中的方向
    

    设备

     xsense(IMU/GPS) 荷兰XSENSE 九轴组合惯性卫星导航系统(GPS/INS)
       MTI-300S是荷兰Xsens公司生产,可以输出三轴加速度、三轴角速度、三轴姿态角度(俯仰角/横滚角/航向角)
       ntrip_ros 和xsens_ros_mti_driver
    

    参考

     搭建简易的基于NTRIP协议的CORS系统 https://www.jianshu.com/p/3614ab03fbf5	
      RTKLIB数据处理及实验步骤  https://blog.sciencenet.cn/blog-3386358-1137178.html	 
    无人驾驶导航定位中的GPS和IMU技术 https://cloud.tencent.com/developer/news/363787
    高精地图简介 https://zhuanlan.zhihu.com/p/487799933
     【Apollo 6.0学习笔记】高精地图https://blog.csdn.net/Travis_X/article/details/121288565
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/ytwang/p/16494156.html
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