Kooperative Positionierung von Verkehrsteilnehmern auf Basis von GNSS, LiDaRund IEEE p. 14. VIMOS-Symposium November 2018, Dresden

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1 Kooperative Positionierung von Verkehrsteilnehmern auf Basis von GNSS, LiDaRund IEEE p 14. VIMOS-Symposium November 2018, Dresden

2 Agenda 1. Motivation 2. Kooperative Positionierung 3. Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten 4. Zusammenfassung Folie 2

3 Motivation Präzise Positionierung Hochautomatisiertes Fahren Umfeldsensorik Vernetzung Folie 3

4 Grundlagen GNSS Positionierung Verwendung von Einfrequenz-, low-cost, multi-constellation GNSS Empfängern Funktionales Model für Code-Messungen: Pseudorange Empfänger-und Satellitenuhrenfehler Stochastische Fehleranteile Geometrischer Abstand Empfänger i, Satellit e Atmosphärische Fehlereinflüsse Folie 4

5 Grundlagen GNSS Positionierung Differenzenbildung: Kombination von Observablen von mehreren Empfängern und Satelliten Doppeldifferenzen: 0 0 Differential GNSS (DGNSS) Folie 5

6 Grundlagen IEEE p Dedicated Short Range Communication (DSRC) / WLANp: Drahtlose ad-hoc Kommunikation via WLAN IEEE p Nachrichtenarten: CAM, DENM, MAP, SPaT Austauschvon GNSS Rohdaten(GRM) nurin SAE J2735, nichtin ETSI ITS G5 Folie 6

7 Kooperative Positionierung m n i GNSS Rohdaten / RTCM Bekannte Position j Base ublox M8P base config serial Server: RTCMv3 query and forwarding to RSU network RSU: send RTCMv3 via RawITS p connection no solution Single DGNSS RTK float Rover OBU: receive RTCMv3 network CarPC: forward RTCMv3 msg to rover-ublox serial ublox M8P rover config serial valid GNSS fix no no no no differential corrections applied carrier phase range solution available integer phase ambiguities solved yes yes yes yes RTK fixed Folie 7

8 Validierung Kooperative Positionierung Versuchsaufbau: 70 m 50 m Folie 8

9 Validierung Kooperative Positionierung Versuchsaufbau: Hardware Cohda Wireless MK5 (OBU & RSU) ublox M8P (rover& base) Intel NUC Folie 9

10 Validierung Kooperative Positionierung Positionierungsfehler: Referenzstrecke Single Positioning DGNSS Positionierungsverfahren RMSE [m] Single Positioning 1.99 DGNSS 1.71 bzw Folie 10

11 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Mehrwegeausbreitung in urbanen Szenarien: Folie 11

12 Präzise Positionierung Hochautomatisiertes Fahren Umfeldsensorik Vernetzung Folie 12

13 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Verfahrensansatz- Verdeckungshorizont: µbloxag Nachwuchsforschergruppe TUD-ITVS / HTW-Mechlab Folie 13

14 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Verfahrensansatz- Verdeckungshorizont: Hardware Setup: LiDaR GNSS Empfänger 3D Digitale Karte Stadt Dresden, Abt. Liegenschaftskataster Folie 14

15 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten GNSS Positionierung (ungenau) Objekterkennung auf Basis von LiDaR Punktwolken Datenbankabgleich Präzise Positionsbestimmung Nachwuchsforschergruppe TUD-ITVS / HTW-Mechlab Folie 15

16 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Repräsentation des Umfelds mittels Occupancy Grids: Winner et. Al.: Handbook of Driver Assistance Systems, Springer Verlag Folie 16

17 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Repräsentation des Umfelds mittels Occupancy Grids: Winner et. Al.: Handbook of Driver Assistance Systems, Springer Verlag Folie 17

18 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten Repräsentation des Umfelds mittels Occupancy Grids: Baselabs GmbH Chemnitz Folie 18

19 Positionierung mittels LiDaR und Digitalen Karten aas Stadt Dresden, Abt. Liegenschaftskataster Folie 19

20 Zusammenfassung Vorstellung dreier Verfahrensansätze zur präzisen GNSS-Positionsbestimmung auf Basis von: Vernetzung von Verkehrsteilnehmern Verdeckungshorizont von statischen Objekten Differenzenbildung mittels WLANp verbessert Genauigkeit von GNSS Position um ca. 25% Proof-of-Concept Verdeckungshorizont mittels LiDaR und 3-D Gebäudemodell Ergänzung Positionierungssystem um weitere Sensorik (z.b. Inertialsensorik) und Geodaten Folie 20

21 Danksagung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Paul Schwarzbach Paula Tauscher Folie 21