NAV-CAR: Services enabled by improved NAVigation in
Transcription
NAV-CAR: Services enabled by improved NAVigation in
Services enabled by improved NAVigation in Challenging Areas by Robust positioning (NAV-CAR) Fachabend 8. Juni 2011 Projekt Nr. 819743 Reinhard Kloibhofer (AIT), Sabine Jung (Brimatech) Agenda • • • • NAV-CAR: Hintergrund und Zielsetzung Technische Umsetzung Ergebnisse Anforderungsanalyse: interessante Services für hochpräzise Positionierungsinformation 08. Juni 2011 2 NAV-CAR • Komplementäres nationales Projekt zu EU-Projekt COOPERS • Projektpartner: – – – – AIT Austrian Institute of Technology GmbH Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Ges.m.b.H.(AIT) Brimatech Services GmbH Efkon AG • Ziel ist eine verbesserte Navigation: – Bei schlechter GPS-Abdeckung – Spurgenaue Navigation • Zusätzliche Sensoren • Erstellen hochgenauer Karten • Ermöglicht Services basierend auf spurgenauer Navigation 08. Juni 2011 3 NAV-CAR 08. Juni 2011 4 NAV-CAR Vehicle external data Savings due to decreased integration efforts OBU data e.g. turning moment, etc. (OBU sensors, gyrometer) Independent vehicle‐specific data e.g. speed, steering wheel angle, etc. (standardised vehicle sensors) 08. Juni 2011 Degree of vehicle integration e.g. direction, change in position, speed, potentially acceleration, etc. (GPS, DGPS data) Vehicle‐specific CAN Bus data e.g. wheel sensors, etc, 5 On Board Unit • Übersicht NAV-CAR OBU NAV-CAR Hardware Inertialsensor JTAG PPS Altimeter UART GPS CAN Connector MECU SPI CAN UART SPI-USB UART-USB USB USB USB Notebook Power Supply Connector 08. Juni 2011 6 On Board Unit • Eigenschaften OBU: – GPS-Modul: • Time pulse (1PPS) – Inertial Sensor 6 degrees of freedom – Altimeter – CAN-bus: • Vehicle high-speed CAN-bus – Recheneinheit: • Zeitstempel mit 1ms • Zeitsynchronisierung mit GPS – USB-Schnittstelle 08. Juni 2011 7 Referenzdaten 08. Juni 2011 8 Teststrecken • A12 → A13 → A12 (bei Innsbruck) • A23 (Tangente Wien) 08. Juni 2011 9 Galileo Simulation • NAV-CAR als Coopers-Follow up 08. Juni 2011 10 Galileo Simulation - Ergebnisse 08. Juni 2011 11 Ergebnisse • Messung des Fahrstreifenwechsel mit CAN-Daten – Der Fahrstreifenwechsel wird sehr genau mit CAN-Daten (Lenkradwinkel, Geschwindigkeit) angezeigt 08. Juni 2011 12 Ergebnisse • Ergänzung der GPS-Daten durch CAN-Daten – Die Bereiche, wo GPS keinen Fix liefert, werden mit CAN-Daten ergänzt (GPS Speed, Heading, CAN Speed und Steering Angle) 08. Juni 2011 13 Ergebnisse • Messung der longitudinalen Genauigkeit von GPS – Durch die genaue Lokalisierung der Dehnfugen mit IMU-Daten (Z-Beschleunigung) wird die GPS-Genauigkeit ermittelt 08. Juni 2011 14 Ergebnisse • Vergleich der Höhenmessung mit GPS und Altimeter – Altimeter (Luftdruck, Temperatur): Eichung für Absolutwerte notwendig, Anzeige-Differenz zwischen Start- und Endpunkt von etwa 3 m 08. Juni 2011 15 Ergebnisse der Anforderungsanalyse im Rahmen des Projektes NAV-CAR 08. Juni 2011 16 Ausgangspunkt der Anforderungsanalyse 08. Juni 2011 17 Anforderungsanalyse - Methodik Mit welchen Problemen sind verschiedene Stakeholder bei bestehenden Lösungen konfrontiert? Was sind interessante Services für hochpräzise und zuverlässige Positionsinformation aus der Sicht potentieller Anwender? Welche Anforderungen werden an neue Lösungen gestellt? ¾ Literaturrecherche – Europäische Forschungsprojekte ¾ Workshops – Interner Workshop mit Projektpartnern – Expertenworkshop ¾ Experteninterviews ¾ Gesprächspartner: Stakeholder und potentielle Anwender – Infrastrukturbetreiber, Mautsystembetreiber, Rettungsdienste, ITS Experten 08. Juni 2011 18 Anforderungsanalyse Ergebnisse • Services mit hoher Positionierungsanforderung, die bereits im Projekt COOPERS identifiziert wurden – Road Charging to influence demand – Lane Utilization Information – In-Vehicle Variable Speed Limit Information 08. Juni 2011 Lane Utilization Information: „Wichtig wäre es, Informationen im Fahrzeug bereitzustellen, wenn man auf einer kritischen Spur ist. Bspw. könnten bei Baustellen die Fahrer im Fahrzeug gewarnt werden und über die Öffnung und Schließung bestimmter Spuren informiert werden.“ 19 Anforderungsanalyse Ergebnisse • Services, die über COOPERS Dienste hinausgehen (speziell für Straßenbetreiber interessant) – – – – – Straßenoberflächenprüfung Generierung und Updaten von Kartenmaterial Ampelsteuerung Distanzmessungen Verkehrsfluss Management 08. Juni 2011 Straßenoberflächenprüfung: „Das macht einen großen Unterschied den Pannenstreifen, die Hauptspur oder die Überholspur zu sperren. Wenn ich das schon bei der Erfassung genau machen kann wäre das ein großer Vorteil.“ Ampelsteuerung: „Im Kreuzungsbereich wäre die Abstimmung von Ampelsystemen besonders interessant. Durch die präzise Erfassung des Bedarfes je Spur könnte eine Gewichtung vorgenommen werden und so der Verkehrsfluss optimiert werden.“ 20 Anforderungsanalyse Ergebnisse • Services mit hoher Positionierungsanforderung, die insbesondere für Rettungsdienste interessant sind – Exakte Unfalllokalisierung – Routenberechnung Besonders wichtig ist es, den Unfallort exakt bestimmen zu können. Da kann es schon einen großen Unterschied machen, in welcher Fahrtrichtung - z.B. bei Auf- und Abfahrten, bei nahe nebeneinanderliegenden Straßen, zu denen aber unterschiedlich zugefahren werden muss - der Unfall stattgefunden hat.“ „Derzeit gibt es manchmal das Problem, dass vom System der Standort bzw. die Ausgangsposition nicht exakt erkannt wird, daher die Route falsch berechnet wird und der Fahrer in die falsche Richtung losfährt.“ 08. Juni 2011 21 Anforderungsanalyse Ergebnisse • Anforderungen der Systemintegratoren Fahrzeugunabhängige Daten z.B. Fahrtrichtung, Positionsänderung (mit GPS, DGPS Daten) OBU Daten z.B. Drehmoment etc. (mit OBU Sensoren, Gyrometer) Unabhängige, fahrzeugspezifische Daten z.B. Lenkradeinschlag etc. (mit standardisierten Fahrzeugsensoren) Grad der Fahrzeugintegration Einsparung durch reduzierten Integrationsaufwand – Verbesserung der Leistung der On-Board Unit durch Daten, die keine oder nur wenig Integration im Fahrzeug benötigen „Die Integration der OBU bei jeder Automarke und jedem Autotyp ist ein extrem kostspieliges und zeitaufwendiges Unterfangen. Fahrzeugspezifische CAN Bus Daten z.B. Reifensensoren, etc 08. Juni 2011 22 Ableitung von Szenarien • Auswahl von Services für die Entwicklung der TestSzenarien • Basierend auf Anforderungsanalyse sowie technischen und ökonomischen Überlegungen • Scenario 1: Urban Motorway – Generating and Updating of Maps – Road Charging to Influence Demand (scenario: motorway interchange) • Scenario 2: Alpine Motorway – Lane Specific Advice (such as lane specific speed advice, opening/closing of hard shoulders, etc) – Accident Localization 08. Juni 2011 23 Kontakt AIT Austrian Institute of Technology DI Erwin Schoitsch [email protected] AIT Austrian Institute of Technology Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal Ges.m.b.H. DI Roland Spielhofer [email protected] Brimatech Services GmbH Mag. Sabine Jung [email protected] EFKON AG Dr. Hannes Stratil [email protected] 08. Juni 2011 24