Presentación de Víctor González Pacheco para la asignatura Robótica de la Construcción. Febrero de 2009

1. INDOOR HEADING
NAVIGATION SYSTEM
Víctor González Pacheco
Robótica en la Construcción
MRyA – UC3M
Febrero 2008

2. Índice
 Introducción
 Sistema iGPS
 Funcionamiento
 Ventajas e inconvenientes
 Experimentos iGPS para cálculo cabeceo
 Escenario
 Resultados
 FusiónSensorial
 Conclusiones
 Comentarios

3. Introducción
 Localización y orientación en interiores
 Problema sin solucionar
 Posible solución
 iGPS (indoor GPS)
 Mediciónde cabeceo de un vehículo
mediante tecnología iGPS

4. Sistema iGPS
 Sistema de posicionamiento 3D para interiores
Transmisores Sonsor/es Hub Receptor (RH)

5. Sistema iGPS
Característica Valor
Precisión 0.25 mm*
Frecuencia máxima 40Hz
Distancia máxima 40m
* Valor medio tras 100 medidas de objetos estáticos

6. iGPS, ¿Cómo funciona?
±30º
30º

7. iGPS, ¿Cómo Funciona?
 3ª Señal: Pulso 360º
 Emitida cada ciclo
Az
El
Az = t(pulso) ­ t(las1)

El = t (las1) ­ t(las2)


8. iGPS, ¿Como Funciona?
2 Rayos
 90º Separación
 Giran 360º
 Diferentes velocidades
 Diferentes ángulos
Alzado: +30º
Perfil: ±30º
 3er
rayo 360º cada ciclo
 Posición = tiempo entre rayos

9. Ventajas e Inconvenientes
Ventajas Inconvenientes
Interiores y exteriores
●
Visión directa de, al
●
Precisión 0.25mm menos 2 transmisores
●
Frecuencia 40Hz Superficies reflectantes:
● ●
Multicamino
Fácil instalación
●
.NET Framework v.2.0
●
Ecalabilidad
●

10. Cálculo de Cabeceo
 iGPS para cálculo cabeceo en 2D
 Cálculo de cabeceo en vehículos
θ = atan2(y2 − y1 , x2 − x1 ) + π/2

11. Plataforma de Pruebas
2 Sensores iGPS
 Separación: 41cm
 Área de pruebas: 5mx5m
 ¿Cuántos Transmisores?
RS232
iGPS Sensor
PC
iGPS RH
Embedded XP
iGPS Sensor

12. Resultados: Esc. Estático
(Standard Deviation = 0.0048º)

13. Resultados: Esc. Dinámico
Cabeceo Real
Medición iGPS
(Retardo medición
iGPS: 100ms)

14. Resultados: Esc. Dinámico
 Frec. media: 37Hz
Intervalos de medición
Errores por multipath
y por NLOS
(hasta 0.5s)

15. Fusión Sensorial
 Fusión sensorial:
 Reducir el intervalo entre mediciones
 Reducir errores por multipath y NLOS
 Se utiliza:
 Filtro
Kalman para el iGPS
 Giróscopo
100Hz
Pero Bias acumulativo
 Fusión entre datos

16. Resultados Fusión Sensorial
Cabeceo Real
Medición iGPS y
Giróscopo
Retardo de
medición: 10ms
(antes 100ms)

17. Resultados Fusión Sensorial
Cabeceo Real
Medición iGPS
Medición iGPS y
Giróscopo
Comparación iGPS vs. iGPS+Giro

18. Resultados Fusión Sensorial
IGPS and Fusion errors
Error iGPS
Error iGPS y
Giróscopo

19. Resultados Fusión Sensorial
Parámetro IGPS sólo Fusión IGPS + Giro
Frecuencia Media
37 100
(Hz)
Retardo Medio (ms) 100 10
Error std. (deg) 3.921 0.369
Max Error (deg) 24.33 1.5

20. Conclusiones
 iGPS posible solución para interiores
 Necesita LOS
 Multipath
 Fusión Sensorial
 MejoraiGPS
 Reducción retardo de medición
 Reducción de errores

21. Comentarios
 Explicación poco clara del porqué iGPS
 ¿Otras alternativas?
 Falta de profundidad:
 Explicación del escenario de pruebas muy
pobre
 Replicación experimentos
 Justifiación: ¿Robótica Construcción?
 Utilización iGPS + Giro parece buena
alternativa

22. Gracias por su
atención
¿Preguntas?