Entegre navigasyon, daha doğru, güvenilir ve sürekli konumlandırma, navigasyon ve zamanlama bilgileri sağlamak için birden fazla navigasyon sensörü ve sisteminden elde edilen verilerin kombinasyonunu ifade eder. Amaç, bireysel sınırlamalarının üstesinden gelmek ve sağlam bir navigasyon çözümü sağlamak için farklı sistemlerin güçlü yönlerini birleştirmektir.
- Çok sensörlü füzyon:
- GPS/GNS'ler , Ataletsel Ölçüm Birimleri (IMU) , Radar , LiDAR , Odometri , Manyetometreler ve Altimetreler gibi çeşitli sensörlerden verileri birleştirir . Bu sensörler çevrenin farklı yönlerini ölçer ve verileri, kullanıcının konumu ve hareketi hakkında daha kesin bir tahmin oluşturmak için kaynaşır.
- Sensör füzyon algoritmaları:
- Kalman filtreleri veya parçacık filtreleri gibi sensör füzyon algoritmaları kullanılarak birleştirilir . Bu algoritmalar, ölçümlerin birleştirilmesine yardımcı olur, bir sensördeki hataların diğerlerinden elde edilen verilerle düzeltilmesine, genel doğruluğu ve sağlamlığı artırmaya yardımcı olur.
- Fazlalık ve hata toleransı:
- Birden çok sensör kullanılarak, entegre navigasyon sistemleri, belirli bir sensörü etkileyebilecek sensör arızalarına veya çevresel faktörlere daha dayanıklıdır (örn. GNSS sinyal kaybı, IMU sapması). Bir sistem geçici olarak kullanılamaz veya bozulursa, diğerleri sürekli navigasyon sağlayarak telafi edebilir.
- Entegre navigasyon sistemleri türleri:
- GNSS/INS entegrasyonu : GPS gibi Global Navigasyon Uydu Sistemlerinin (GNS) Ataletal Navigasyon Sistemleri (INS) . GNSS doğru konum verileri sağlarken, INS, GNSS sinyalleri zayıf veya kullanılamasa bile (örn. Tünellerde veya kentsel kanyonlarda) bile sürekli navigasyon sunar.
- GNSS/IMU/diğer sensörler : GNS'lerin IMU'lar, radar veya görme sistemleri (örn. Kameralar veya LIDAR) ile entegrasyonu. Bu, değişen çevresel koşullar altında yüksek hassasiyete ihtiyaç duyulan otonom araçlarda, robotiklerde ve uçaklarda yaygındır.
- Uçak veya Denizcilik Entegre Sistemleri : Uzun mesafelerde veya dış koşullar (hava koşulları gibi) sensör performansını etkileyebileceği zaman doğru navigasyon ve kontrol sağlamak için GNS, radar, sonar ve atalet sistemlerinin entegrasyonu.
- Entegre navigasyon uygulamaları:
- Otonom araçlar : GPS, IMU, kameralar ve LiDAR'ın gerçek zamanlı pozisyon ve hareket izleme için birleştirilmesi, karmaşık ortamlarda navigasyon sağlayarak.
- Havacılık : Uçak, özellikle harici sinyallerin (örn. Hava) müdahale edebileceği durumlarda uçuşlar sırasında sürekli navigasyon sağlamak için GNS'leri, radarları ve atalet sistemlerini birleştirmek için entegre sistemler kullanır.
- Denizcilik : Gemiler ve denizaltılar, açık denizlerde ve zorlu koşullar altında kesin konumlandırma ve ders takibini korumak için GNSS, sonar ve atalet navigasyonunu birleştirmek için entegre navigasyon sistemleri kullanırlar.
- Askeri : Askeri uygulamalar, GNSS sinyallerinin çatışma bölgelerinde olduğu gibi sıkışıp kalamayacağı ortamlarda güvenilir konumlandırmayı sağlamak için entegre navigasyon kullanıyor.
- Araştırma ve haritalama : Araştırma araçları, zorlu arazide yüksek hassasiyetli jeo-uzamsal veriler elde etmek için GNS'leri hassas atalet sistemleriyle birleştirir.
Entegre navigasyonun faydaları:
- Geliştirilmiş doğruluk:
- Sensörlerin birleştirilmesi, bir sistemin güçlü yönlerinin diğerinin zayıf yönlerini telafi etmesini sağlar. Örneğin, GNSS doğru konum verileri sağlarken, sinyal parazitinden etkilenebilir; Bir IMU, GNSS sinyalleri zayıf olsa bile sürekli pozisyon güncellemeleri sağlayabilir.
- Sağlamlık ve güvenilirlik:
- Entegre sistemler, özellikle tüneller, yoğun kentsel alanlar veya kötü uydu görünürlüğü olan alanlarda (örneğin, ormanlarda veya dağlık bölgelerde GPS sinyal kaybı) zorlu ortamlarda daha güvenilir navigasyon sağlayabilir.
- Sürekli çalışma:
- Entegrasyon kesintisiz navigasyona izin verir, çünkü sistem gerektiğinde sensörler arasında geçiş yapabilir. Örneğin, GNSS sinyalleri engellenirse veya kaybolursa, INS, GNSS sinyali geri yüklenene kadar konum ve hız tahminlerini sağlamaya devam edebilir.
- Gerçek Zamanlı Navigasyon:
- Entegre navigasyon, sürekli ve hassas izleme ve kontrol sağlayarak dinamik ortamlar için gerçek zamanlı çözümler sağlar.
Özet:
Entegre navigasyon, daha doğru, sürekli ve güvenilir konumlandırma ve navigasyon sağlamak için çoklu sensörlerden (GNS'ler, INS, Radar ve LiDAR gibi) verileri birleştiren bir sistemdir. Çeşitli sensör verilerinin kombinasyonunun zorlu koşullarda bile yüksek performanslı navigasyon sağladığı otonom araçlar, havacılık, deniz navigasyonu ve askeri sistemler gibi uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
