Positionsbestimmung von Fahrzeugen mit Hilfe von Videosensoren Fachhochschule Hannover Fachbereich Elektro-und Inform ationstechnik Prof.D r.-Ing.E .K unze Positionsbestimmung von Fahrzeugen mit Hilfe von Videosensoren
Positionsbestimmung von Fahrzeugen mit Hilfe von Videosensoren
FachhochschuleHannover
FachbereichElektro- und InformationstechnikProf. Dr.-Ing. E. Kunze
Positionsbestimmung von Fahrzeugen mit Hilfe von Videosensoren
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Service-Roboter
Fahrerloses Fahrzeug mit Stereo-Videosensorik
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Position überRäder
Hindernis-
Video-Sensor
Positions-bestimmung
(Odometrie)
erkennung
FahrerlosesFahrzeug
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Beispiel für einen Kurs mit 2 Geradensegmenten und einem Kreissegment
geplanter Kurs
gefahrener Kurs
a
M1
M3
M4
M2
Landmarken
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Kellergang mit erkennbaren Landmarken
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Zu bestimmen sind:Position P, Richtungswinkel
Bekannt ist:Landmarke M
WM
WM
yx
m
WF
WF
yx
p
FM
FMF y
xm
yF
xF
xWF
yWF
xW
yW
P
p
xFM
yFM
MFm
m
Fmmp
R
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sincoscossin
R
Die Position des Fahrzeuges kann aus der Markenposition und den Sensordaten ermittelt werden, wenn bekannt ist.
FM
FM
WM
WM
WF
WF
yx
yx
yx
sincoscossin
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cossin FMFMWMWF yxxx
sincos FMFMWMWF yxyy
WFFM
FM
WFFM
FM
WFWF
xyyxx
xxx
sincoscossin FMFMFM
FMFM
FM
FMFMWF yx
yyy
xxxx
Fehlerrechnung:
Position und Richtung aus 2 Markenpositionen
xW
yF
xF
yW
xWF
yWFM1P
M2
F11 mmp
R
F22 mmp
R
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p
F2F121 mmmm
R
FM2FM1
FM2FM1
WM2WM1
WM2WM1
yyxx
yyxx
sincoscossin
FM2FM1WM2WM1FM2FM1WM2WM1
FM2FM1WM2WM1FM2FM1WM2WM1
xxyyyyxxyyyyxxxx
tan
bcadbdac
tan
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dd
cc
tantantan
dd
cc
dc
ab
ab
dc
2
2
2
1
1
1
2
2
2
1
2
1
1
1FM
FM
FM
FM
FM
FM
FM
FM
xx
xx
xx
xx
cc
1
2
2
2
1
2
1
1
1FM
FM
FM
FM
FM
FM
FM
FM
yy
yy
yy
yy
dd
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M1
M2Meßabweichungen:
fx = ± 3% (2%)
fy = ± 5% (3%)
xWF
yWFxWF = ± 24cm (±14cm)
yWF = ± 19cm (±12cm)
xWF = ± 27cm (±17cm)
yWF = ± 28cm (±16cm)
xF
yF
Position und Richtung aus 2 Markenpositionen
xW
yW
xWF
yWF M1P1
M2
P2
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F111 mmp
R
F2F12121 mΔmppmm
RR
cossincossin
cossincossin
tan
2212121
2212121
2212121
2212121
FMFMFMWFWFWMWM
FMFMFMWFWFWMWM
FMFMFMWFWFWMWM
FMFMFMWFWFWMWM
yxxyyyyxyyyyyy
xyyxxxxyxxxxxx
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F222 mmp
RR
Zusammenfassung
• Stereo-Videodensoren eignen sich für die Navigation Fahrerloser Fahrzeuge und von Service-Robotern.
• Die Fahrzeugposition kann mit Hilfe natürlicher Landmarken bestimmt werden. Genauigkeit z. Z. ± 30cm.
• Zur Bestimmung von Position und Richtung sind mindestens 2 Landmarken erforderlich.
• Die sequentielle Erfassung von 2 Landmarken führt zu unpraktikablen Lösungen.
Positionsbestimmung von Fahrzeugen mit Hilfe von Videosensoren
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