Monisensoripaikannusta kaikissa ympäristöissä

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Monisensoripaikannusta kaikissa ympäristöissä"

Mikko Laaksonen
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Monisensoripaikannusta kaikissa ympäristöissä Ratkaisuja Luonnosta - Lynetin tutkimuspäivä Sanna Kaasalainen Laura Ruotsalainen

Satelliitti- ja radionavigointi (SaRaNa) Sensorit ja sisätilapaikannus (UbiPos) Älyliikenne ja -liikkuminen

2 FGI:n Navigoinnin ja paikannuksen osasto Henkilöstö: 18 Tutkimus keskittynyt GNSSsatelliittipaikannusmenetelmiin ja saumattoman paikannuksen tekniikoihin Kolme tutkimusryhmää: Satelliitti- ja radionavigointi (SaRaNa) Sensorit ja sisätilapaikannus (UbiPos) Älyliikenne ja -liikkuminen (IMGC) Navigointilaboratorio erilaisilla paikannuslaitteilla Sisältö- ja tilannetietoisuus FinnRef-sovellukset GNSS Navilabra Monisensori- ja sisätilapaikannus

3 Satelliittinavigointi GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, IRNSS SBAS-avustejärjestelmät, eritoten EGNOS Häirinnäntunnistus Vastaanotintekniikat FinnRef-verkon sovellukset tarkkuuspaikannus Pseudoliitit ja GNSStoistimet Luotettava ajanmääritys Navigoinnin ja paikannuksen osaston tutkimusalueet Monisensori- ja sisätilapaikannus Sensori-integrointi Sisätilanavigointi Mobiilit paikkatietopalvelut Mobiilit ja älykkäät ratkaisut Liikkeentunnistus, konteksti- ja tilannetietoisuus Älyliikenteen innovaatiot (maa- ja meriliikenne) Monisensorijärjestelmät Optiset sensorit esim. hyperspektraalinen 3Dmittaus

4 Paikannuksen haasteita Sisätiloissa ja kaupunkien keskustoissa satelliittipaikannus ei ole riittävä => tarvitaan muitakin tekniikoita WLAN Bluetooth DTV/5G Kuvapaikannus Inertiapaikannus Äänipaikannus Infrastruktuuria tarvitsevat menetelmät Infrastruktuurittomat menetelmät

5 Infrastruktuurista riippumaton absoluuttinen sisätilapaikannus Tarkka sisätilapaikannus sensoreiden avulla karttaavusteisesti Sensoridataa korjataan kameralla ja äänellä

6 WLAN-paikannus Paikannuksessa kaksi vaihetta: Tarkkuus n. 10 m (tarkkuus riippuu kuuluvissa olevien tukiasemien määrästä) Sormenjälkikartan muodostaminen signaalin voimakkuuksien tilastollisen jakauman perusteella (RSSI) Paikan laskeminen sormenjälkikartan avulla Bayesin teoreemaa käyttäen sovittamalla reaaliaikaiset signaalivoimakkuusmittaukset karttaan Väri = signaalin voimakkuus

7 Bluetooth-paikannus Paikannukseen käytetään samaa sormenjälkimenetelmää kuin WLANpaikannukseen Sormenjälkikartan muodostaminen signaalin voimakkuuksien tilastollisen jakauman perusteella Tarkkuus n. 10 m (tarkkuus riippuu kuuluvissa olevien tukiasemien määrästä) Testilaitteisto Esimerkkilaitteisto Bluegiga Esimerkkiohjelmisto FGI:n Navigoinnin ja paikannuksen osastolla kehitetty

8 Kuva-avusteinen paikannus Peräkkäiset valokuvat antavat tietoa jalankulkijan liikkeestä; suunnasta ja kuljetusta matkasta Kun lähtöpaikka ja suunta tiedetään, kuvien perusteella tiedetään jatkuvasti jalankulkijan paikka Parempi tarkkuus ilman infrastruktuuria saadaan, kun kuvista saatu informaatio yhdistetään esimerkiksi gyroskoopin tai kompassin ja kiihtyvyysanturin mittauksiin Paras tarkkuus saadaan, jos käytettävissä on myös infrastruktuuri, esim. WLAN tai Bluetooth Tarkkuus n. 5 m

9 Inertianavigointi Inertianavigointi (INS) perustuu kiihtyvyyksien ja rotaation/suunnan mittaukseen Mitataan laitteen sisäisiä muutoksia: kiihtyvyyden ja pyörimisliikkeen seurauksia Integroimalla mittaukset saadaan paikan muutos ja asentotieto Inertianavigoinnin tarkkuus riippuu myös alustuksesta ja integrointiajasta Inertianavigointiin soveltuvia liikesensoreita on olemassa usealla eri tekniikalla toteutettuna useassa eri hinta- ja tarkkuusluokassa Edullisia MEMS-tekniikalla (Micro Electro Mechanical System) toteutettuja sensoreita ja antureita kuluttajatuotteissa

10 Akustinen paikannus Tarkkuus n. 1 m Lähetin (x,y,z) Microphone Array Directivity dn d2 d Mic1 Mic2 Mic3 MicN Mikrofonimatriisi Työläs rakentaa isoon tilaan Mittauksena käytetään lähettimen suuntaa Mittauksista suodatetaan virheet, jotka johtuvat esim. monitie-etenemisestä x,y,z

12 Digitaaliset TV-signaalit ja 5G paikannuksessa Absoluttisia järjestelmiä: DTV-paikannus tapahtuu samalla periaatteella kuin satelliittipaikannus => vastaanottimessa muodostettua signaalia verrataan vastaanotettuun signaaliin 3 signaalia lähettävää tukiasemaa riittää paikan laskemiseen maanpinnalla 5G-verkkoon perustuva paikannus Tarkkuus n m FGI:n ohjelmistopohjainen lähetin + vastaanotin Etäisyysmittauksia AM, FM ja digitaalisia TV-signaaleja käyttäen

Työntekijälle tietoa terveyttä tai turvallisuutta uhkaavista tilanteista ja toiminnasta Työnantajalle

13 Hyvinvointisensorit Anturit työhyvinvoinnin sekä työympäristön terveellisyyden ja turvallisuuden edistämisessä Varoitus lähestyvästä vaaratilanteesta tai avun hälyttäminen onnettomuuden sattuessa Työntekijälle tietoa terveyttä tai turvallisuutta uhkaavista tilanteista ja toiminnasta Työnantajalle tietoa työpaikan vaarallisista alueista ja tilanteista Pidemmän aikavälin seurantatietoa työterveyden kehittämistarpeisiin

14 Sensorien integrointi terveyden seurantaan All information shown on a map Sensors monitoring the environment Indoor positioning and navigation Sensors monitoring the user

15 Käyttöliittymä

16 Kiitos!

Samankaltaiset tiedostot

Infrastruktuurista riippumaton taistelijan tilannetietoisuus INTACT

Infrastruktuurista riippumaton taistelijan tilannetietoisuus INTACT Laura Ruotsalainen Paikkatietokeskus FGI, MML Matinen rahoitus: 77 531 INTACT tarve Taistelijan tilannetietoisuus rakennetuissa ympäristöissä,