Forum: HF, Funk und Felder CityEL GPS-Genauigkeit


von CityEL GPS-Genauigkeit (Gast)


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Hallo zusammen,

wir sind eine Gruppe von 6 dualen Studenten im Bereich 
Wirtschaftsingenieurwesen und sollen unserem City EL autonomes Fahren 
beibringen. Dazu möchten wir GPS verwenden. Idee ist, mehrere GPS-Punkte 
festzulegen, die nacheinander angefahren werden. Dies haben wir auch 
bereits umgesetzt. Problem an der ganzen Sache ist nun, dass das 
GPS-Signal zu ungenau ist. Bei gutem Wetter schaffen wir manchmal +- 2m, 
bei schlechtem Wetter sind es dann aber gut und gerne +- 10m. Einige 
Wege, die wir entlangfahren möchten, haben allerdings nur einen 
Durchmesser von 2m. Daher können wir uns keine weite Spanne erlauben. 
Welche Möglichkeiten haben wir, das GPS-Signal zu verstärken/ 
verbessern, bzw. welche alternativen Möglichkeiten zum GPS gibt es?

Vielen Dank im Voraus und liebe Grüße

von JJ (Gast)


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Ruf in den USA an und bitte das DoD die Sendeleistung zu erhöhen...

Nein mal im Ernst, wenn du durch 2m Durchgänge steuern musst, bleibt dir 
eigentlich nur de Möglichkeit das GPS für die grobe Strecke zu nutzen 
und die Feinsteuerung mit lokalen Sensoren abzubilden (Stichworte: 
Sonar, Radar, Lidar, Kameras, ...).

von Schreiber (Gast)


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CityEL GPS-Genauigkeit schrieb:
> Welche Möglichkeiten haben wir, das GPS-Signal zu verstärken/
> verbessern, bzw. welche alternativen Möglichkeiten zum GPS gibt es?

Gängig und Handelsüblich (und teuer) ist DGPS. Also ein GPS mit 
feststehenden Referenzstationen und Korrekturdatenübertragung

Das ganze ergänst man sinnvollerweise mit anderen Sensoren (Kameras, 
Ultraschall, Radar, Lidar...)

von Peter (Gast)


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Ich nehme an, 
https://de.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System#Genauigkeit_der_Positionsbestimmung 
ist bekannt.
Mit DGPS kann die Genauigkeit deutlich gesteigert werden, z.B. mit HEPS 
kommt man schon in den cm-Bereich.
Ist eigentlich nur eine Frage eures Budgets.

Mit Kamera und Bildverabeitung ist auch viel machbar. Nach dem Prinzip 
"optische Maus" könnte die Position relativ zum Startpunkt bestimmt 
werden.

von CityEL GPS-Genauigkeit (Gast)


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Das Budget ist das Problem. Wir haben für Sensorien, Bremse, Gas, 
Lenkung, etc. nur 500-600€...

von CA (Gast)


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Die Erweiterung muss also quasi kostenlos sein. Da fällt mir nur ein 
Rad-Encoder ein. Wenn das Gerät auch automatisch lenkt, sollte der 
Lenkwinkel ebenfalls bekannt sein. Aus diesen Informationen baut ihr ein 
lokales Modell und gleicht das mit dem GPS ab. Bei sehr gut 
reproduzierbaren Bedingungen (glatter Asphalt, kein Schlupf) könnte das 
ausreichen.

von Molluske (Gast)


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Die Kontinentaldrift muss noch berücksichtigt werden, sonst fährts gegen 
die Wand, oder ins Wasser.

von Harald W. (wilhelms)


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Schreiber schrieb:

> Gängig und Handelsüblich (und teuer) ist DGPS.

Hmm, das wird aber anscheinend zunehmend in Handys eingebaut.

von Ludwig (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Schreiber schrieb:
>
>> Gängig und Handelsüblich (und teuer) ist DGPS.
>
> Hmm, das wird aber anscheinend zunehmend in Handys eingebaut.

Hast du einen Link auf eine praxistaugliche Lösung (kein Bastlerkram)?

von Harald W. (wilhelms)


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Ludwig schrieb:

> Hast du einen Link auf eine praxistaugliche Lösung (kein Bastlerkram)?

Nein, aber man braucht einen Empfänger für die Korrekturdaten.
Der Rest ist Software. Fertiglösungen z.B. für Landmaschinen
sind m.W. recht teuer.

von Schreiber (Gast)


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CityEL GPS-Genauigkeit schrieb:
> Das Budget ist das Problem. Wir haben für Sensorien, Bremse, Gas,
> Lenkung, etc. nur 500-600€...

Wie sieht es mit festen referenpunkten aus?
Also Linien auf den Boden malen und/oder Transponder in diesem versenken 
(geht mit einer Hilti und Bitumen-Dichtmasse schnell und einfach)

von Wolfgang (Gast)


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CityEL GPS-Genauigkeit schrieb:
> Welche Möglichkeiten haben wir, das GPS-Signal zu verstärken/
> verbessern, bzw. welche alternativen Möglichkeiten zum GPS gibt es?

GPS mit Referenzstation und Phasenauswertung, aka RTK.
Damit kommt man in den Bereich von 1cm Genauigkeit in einem Radius von 
einigen Kilometern um die Referenzstation.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Eher nicht. Differential-GPS bedingt gleich Satelliten, bedingt gleichen 
Himmel. Das kann man in der Stadt nicht erwarten. Die 1cm Aufloesung 
bedeutet integrieren, dh ueber laengere Zeit laufen lassen. Diese Zeit 
hast du in einem Fahrzeug nicht. Allenfalls in einem Anhaenger fuer eine 
Schnecke..

Ich wuerd eher auf eine zusaetzliche Low Frequency Infrastruktur setzen, 
die speziell fuer diesen Zweck laeuft. Oder Kameras, welche auch per 
spezieller Infrastruktur mit den Bildern versorgt werden muss sobald 
neues Terrain befahren wird.

von Schreiber (Gast)


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Wolfgang schrieb:
> GPS mit Referenzstation und Phasenauswertung, aka RTK.
> Damit kommt man in den Bereich von 1cm Genauigkeit in einem Radius von
> einigen Kilometern um die Referenzstation.

Aber sicher nicht bei dem Budget.
Ich empfehle Transponder und Bohrhammer zum verlegen dieser im Boden.

von T. P. (thp)


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Bzgl. RTK: Ublox M8T mit RTKLIB, oder M8P bieten L1 RTK an. Ein Zweiter 
kann als Basisstation betrieben werden. Kosten sind in deinem Rahmen 
(ca. 80 bis 200 Euro pro Einheit), mit guter Antenne (ca. 100 Euro) im 
Stand gibt es eine Standardabweichung von unter 50 mm.

Problem: Wir sehen selbst bei kommerziellen zweifrequenz RTK Einheiten 
(inkl. Fusion mit IMU) im Automobilbereich (>10k Euro) Abweichungen von 
> 10 m neben Gebäuden und Brücken (Stichwort: Multipath).

Sprich GPS (GNSS) alleine funktioniert nur beim Trecker auf dem offenen 
Feld. Trifft das für euch zu, nehmt den M8T/P (mit guter Antenne, ggf. 
auf ground plane achten). Vlt. Fusion mit einer MPU-9250 IMU.

Falls Gebäude in der Nähe: 3d Karten und Positionsbestimmung mit Kameras 
(LIDAR, RADAR, etc). Mit Stereokameras bekommst du Tiefeninformation 
(DIY: Nim 2 USB Webcams und schraube sie auf eine Latte. Danach Abgleich 
in Software, siehe ROS und OpenCV, Kosten <200 Euro + Rechner).
Braucht viel Zeit um das ans laufen zu bekommen und um die 
Referenzkarten zu generieren. Es gibt einen Grund warum Audi und co. die 
Nokia HERE Karten haben wollten.

Brauchbare Antennen sind zum Beispiel die von Tallysman. Bei den 
Günstigen ist es Lotto, ein paar sind erstaunlich gut, viel wie zu 
erwarten schlecht.

von X4U (Gast)


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Thomas P. schrieb:
> Falls Gebäude in der Nähe: 3d Karten und Positionsbestimmung mit Kameras
> (LIDAR, RADAR, etc)

Geht das nicht auch mit einem Laser Entfernungsmesser? Du hast ja deine 
ungefähre Position (+-10m) und die Entfernung zu den nächsten Gebäuden 
kannst du genau bestimmen.

von T. P. (thp)


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X4U schrieb:
> Thomas P. schrieb:
>> Falls Gebäude in der Nähe: 3d Karten und Positionsbestimmung mit Kameras
>> (LIDAR, RADAR, etc)
>
> Geht das nicht auch mit einem Laser Entfernungsmesser? Du hast ja deine
> ungefähre Position (+-10m) und die Entfernung zu den nächsten Gebäuden
> kannst du genau bestimmen.

LIDAR = Laser Entfernungsmesser (gibt es als 1d, 2d und 3d)

von Bernhard D. (pc1401)


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Harald W. schrieb:
> Schreiber schrieb:
>
>> Gängig und Handelsüblich (und teuer) ist DGPS.
>
> Hmm, das wird aber anscheinend zunehmend in Handys eingebaut.

Nicht mit AGPS verwechseln....

von X4U (Gast)


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Thomas P. schrieb:
> LIDAR = Laser Entfernungsmesser (gibt es als 1d, 2d und 3d)

Hats du ein Bespiel und gibt es da auch irgendwas für die DIY/Studenten 
Szene?

von Peter (Gast)


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X4U schrieb:
> Hats du ein Bespiel und gibt es da auch irgendwas für die DIY/Studenten
> Szene?
https://www.seeedstudio.com/category/Machine-Vision-c-45.html

von T. P. (thp)


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Peter schrieb:
> X4U schrieb:
>> Hats du ein Bespiel und gibt es da auch irgendwas für die DIY/Studenten
>> Szene?
> https://www.seeedstudio.com/category/Machine-Vision-c-45.html
Genau. Oder so etwas hier:
https://www.sparkfun.com/products/14032

Am Besten natürlich Fusion mit gutem GNSS Empfänger (Ublox, etc.), IMU 
und Kameras.

von X4U (Gast)


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Thomas P. schrieb:
> Peter schrieb:
>> X4U schrieb:
>>> Hats du ein Bespiel und gibt es da auch irgendwas für die DIY/Studenten
>>> Szene?
>> https://www.seeedstudio.com/category/Machine-Vision-c-45.html
> Genau. Oder so etwas hier:
> https://www.sparkfun.com/products/14032
>

Denke euch beiden für die Info.

Ein Leica Disto soll bis 500 m gehen und is auch nicht viel teurer. Hat 
das schon mal jemand getestet?


> Am Besten natürlich Fusion mit gutem GNSS Empfänger (Ublox, etc.), IMU
> und Kameras.

Was ist Fusion?

von Thomas S. (doschi_)


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X4U schrieb:
>> Am Besten natürlich Fusion mit gutem GNSS Empfänger (Ublox, etc.), IMU
>> und Kameras.
>
> Was ist Fusion?

z.B. hier https://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_fusion beschrieben.

von Thomas S. (doschi_)


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CityEL GPS-Genauigkeit schrieb:
> Hallo zusammen,
>
> wir sind eine Gruppe von 6 dualen Studenten im Bereich
> Wirtschaftsingenieurwesen und sollen unserem City EL autonomes Fahren
> beibringen. Dazu möchten wir GPS verwenden. ...

Falls ihr noch etwas warten könnt, Broadcom entwickelt einen neuen Chip:
https://www.golem.de/news/satellitennavigation-neuer-broadcom-chip-macht-ortung-per-mobilgeraet-viel-genauer-1709-130203.html
Auszug:
"Auf der Konferenz ION GNSS+ stellt Broadcom den Chip BCM47755 vor, mit 
dem sich die Position auf etwa 30 Zentimeter genau bestimmen lassen 
soll, und zwar auch in engen Gassen zwischen hohen Gebäuden. Zudem soll 
er weniger Leistung aufnehmen als heutige GPS-Chips."

von T. P. (thp)


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Interessanter Chip, aber wie gesagt falls der Himmel von Gebäuden und 
Brücken auch nur Teilweise abgeschattet wird, wird es schwierig. Das 
bekommen zum Beispiel auch die teuren OxTS Systeme 
(http://www.oxts.com/products/) nicht hin. Dies ist weil ohne GNSS, 
verlässt man sich auf die IMU und als relativ Messung drited das langsam 
weg.

Es sei den man fused (was ist wohl das deutsche Wort?) Odometrie (also 
Lenkwinkel und Wheelencoder aka Geschwindigkeit). Apropos Fusion, das 
laeuft normalerweise auf einen Extented Kalmanfilter (EKF) hinaus (oder 
UKF, oder Partikelfilter...). Dazu muss man das Bewegungsmodell und das 
Sensorrauschen modellieren.

von X4U (Gast)


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Thomas S. schrieb:
> Falls ihr noch etwas warten könnt, Broadcom entwickelt einen neuen Chip:

" ... Das allein macht aber noch nicht die Genauigkeit aus. Der Chip 
empfängt nicht nur das herkömmliche L1-Signal sondern auch das 
L5-Signal. ...

Derzeit sind Anwendungen für das L5-Signal noch nicht sehr verbreitet. 
Ein Grund sei, dass bisher nur wenige Satelliten im Orbit seien, "

Da musst du noch etwas länger warten und bis dahin sind uBlox etc auch 
dabei


Thomas S. schrieb:
>> Was ist Fusion?
>
> z.B. hier https://en.wikipedia.org/wiki/Sensor_fusion beschrieben.
Danke für die Info, klingt aber banal


Thomas P. schrieb:
> Es sei den man fused (was ist wohl das deutsche Wort?)

Keine Ahnung ob es im deutschen für das Zusammenführen von verschiedenen 
Messverfahren einen Begriff gibt. Verschmelzen ist es jedenfalls nicht


Jetzt noch mal ne vielleicht ganz blöde Frage bzw. ein Gedankenspiel. 
Wenn sich so ein Fahrzeug auf der Strasse bewegt dann stehen da doch 
jede Menge Laternenpfähle rum. Die haben ja eine charakteristische Höhe 
und bewegen sich auch nicht so oft.

Außerdem sind Sie rund was vielleicht ein messbares Reflektionsverhalten 
bewirkt

Wenn man die jetzt mit nem Laser Entfernung Reflektion und Höhe misst 
sind die Dinger pal Algorithmus zu identifizieren.

Man muss jetzt nur noch wissen wo die stehen und kann dann seien 
Position Millimetergenau messen.

Ist das nicht machbar?

von X4U (Gast)


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Sorry für die vielen Schreibfehler, war grade abgelenkt

...

Wenn man die Pfähle jetzt mit einem Laser misst, Entfernung, Reflektion 
und Höhe dann sind Sie vielleicht per Algorithmus zu identifizieren.

Man muss jetzt nur noch wissen wo die stehen und kann dann seine
Position millimetergenau messen.

Ist das nicht machbar?

von T. P. (thp)


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X4U schrieb:
> Sorry für die vielen Schreibfehler, war grade abgelenkt
>
> ...
>
> Wenn man die Pfähle jetzt mit einem Laser misst, Entfernung, Reflektion
> und Höhe dann sind Sie vielleicht per Algorithmus zu identifizieren.
>
> Man muss jetzt nur noch wissen wo die stehen und kann dann seine
> Position millimetergenau messen.
>
> Ist das nicht machbar?

Ja, kann man machen und wird so ähnlich gemacht. Ich würde noch Ampeln 
und markante Gebäudeecken hinzunehmen. Ganz genau identifizieren braucht 
man die Laterne nicht. Ungefahre Position mit GNSS und dann 'angelt man 
sich von Laterne zu Laterne'.

Thomas

von X4U (Gast)


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Thomas P. schrieb:
> Ja, kann man machen und wird so ähnlich gemacht.

Bei den autonomen Fahrzeugen?

> Ich würde noch Ampeln und markante Gebäudeecken hinzunehmen.
Ampeln Ok, aber wie unterscheidet man eine Gebäudeecke von ner Kiste die 
da rumsteht

von Schreiber (Gast)


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X4U schrieb:
>> Ich würde noch Ampeln und markante Gebäudeecken hinzunehmen.
> Ampeln Ok, aber wie unterscheidet man eine Gebäudeecke von ner Kiste die
> da rumsteht

Mit einem 3D-Laserscanner ist das doch kein Problem.

von C. A. Rotwang (Gast)


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X4U schrieb:
> Thomas P. schrieb:
>> LIDAR = Laser Entfernungsmesser (gibt es als 1d, 2d und 3d)
>
> Hats du ein Bespiel und gibt es da auch irgendwas für die DIY/Studenten
> Szene?

Die Sick AG hat studentische Projekte ums autonome Fahren mit LIDAR 
unterstützt: 
https://b2b.partcommunity.com/community/knowledge/en/detail/Sick%20AG

von X4U (Gast)


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Schreiber schrieb:
> X4U schrieb:
>>> Ich würde noch Ampeln und markante Gebäudeecken hinzunehmen.
>> Ampeln Ok, aber wie unterscheidet man eine Gebäudeecke von ner Kiste die
>> da rumsteht
>
> Mit einem 3D-Laserscanner ist das doch kein Problem.

Logisch, danke. Wer nutzt sowas? Audi BMW Citroen ... und Tesla?

von X4U (Gast)


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C. A. Rotwang schrieb:
> Die Sick AG hat studentische Projekte ums autonome Fahren mit LIDAR
> unterstützt:
> https://b2b.partcommunity.com/community/knowledge/...

Danke für die Info, das ist jetzt aber nicht gerade Studentenlevel, eher 
sponsored.

Was kostet so ein prof. Lidar eigentlich?

von C. A. Rotwang (Gast)


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X4U schrieb:
> C. A. Rotwang schrieb:

> Danke für die Info, das ist jetzt aber nicht gerade Studentenlevel, eher
> sponsored.
>
> Was kostet so ein prof. Lidar eigentlich?

Frag die SICK AG! Möglicherweise bieten die auch die leihweise 
Überlassung für die Dauer der Studentenarbeit an. Oder gehts hier 
garnicht um ein studentisches Projekt?!

von X4U (Gast)


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C. A. Rotwang schrieb:
> Oder gehts hier garnicht um ein studentisches Projekt?!

Hat er doch oben geschrieben, 6 Studenten.

Mich persönlich interessiert es weil ich im Bereich Schifffahrt damit 
gearbeitet habe (ist aber schon länger her) und einige Projektideen 
habe. Außerdem  möchte ich auf dem Stand bleiben. Da freue ich mich wenn 
Antworten von Leuten kommen die sich damit auskennen.

von C. A. Rotwang (Gast)


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X4U schrieb:
> C. A. Rotwang schrieb:
>> Oder gehts hier garnicht um ein studentisches Projekt?!
>
> Hat er doch oben geschrieben, 6 Studenten.
>
> Mich persönlich interessiert es weil ich im Bereich Schifffahrt damit
> gearbeitet habe (ist aber schon länger her) und einige Projektideen
> habe. Außerdem  möchte ich auf dem Stand bleiben. Da freue ich mich wenn
> Antworten von Leuten kommen die sich damit auskennen.

Vielleicht wäre da ein eigener Thread zum Thema LIDAR geeigneter als 
Besetzung eines Threads zu GPS.

von X4U (Gast)


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C. A. Rotwang schrieb:
> X4U schrieb:

>> Mich persönlich interessiert es weil ich im Bereich Schifffahrt damit
>> gearbeitet habe (ist aber schon länger her) und einige Projektideen
>> habe. Außerdem  möchte ich auf dem Stand bleiben. Da freue ich mich wenn
>> Antworten von Leuten kommen die sich damit auskennen.
>
> Vielleicht wäre da ein eigener Thread zum Thema LIDAR geeigneter als
> Besetzung eines Threads zu GPS.

Das hat sich jetzt einfach so ergeben. Wo da jetzt was besetzt wurde 
sehe ich nicht, da ist imho alles on topic.

Das LIDAR Thema ist ja für die Genauigkeit interessant.

von Oliver S. (phetty)


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von X4U (Gast)


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Oliver S. schrieb:
> https://github.com/commaai/openpilot

Soweit ich das Überblicke ist das ist ein Halter für ein Handy incl CAN 
Interface.


Gibt es eigentlich ne Software die Häuserecken erkennt?

von Oliver S. (phetty)


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X4U schrieb:
> Soweit ich das Überblicke ist das ist ein Halter für ein Handy incl CAN

Ja, fast. Und bisschen Software eben.

https://www.youtube.com/watch?v=PwOnsT2UW5o

von Wisch W. (wisch_w)


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Hallo ,
Lese gerade CityEl..

Habe ich 10 Jahre gefahren.

Wie will man das Teil den lenken?
Direkt mit einen Getriebemotor auf der Lenkung ?

Das Knickgelenk hat ein sehr großes Spiel
und wenn dann noch Wind von der Seite kommt.

Oh jo jo jo.
LG

von Purzel H. (hacky)


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Ein Furz von ein paar Studenten, die so ein Projekt um Groessenordnungen 
unterschaetzen. Guurgel und andere Grossfirmen versenken Hunderte von 
Mannjahren und Millionen in so ein Projekt, und die Leute hier denken, 
es mit Billigst Hardware, irgendwelcher Opensource Selbstfahr Software, 
einer App und etwas Copy/paste. Locker .. nachher hat man noch etwas 
Zeit ueber ..

von Hp M. (nachtmix)


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Zwölf M. schrieb:
> Grossfirmen versenken Hunderte von
> Mannjahren und Millionen in so ein Projekt

Grossfirmen sind auch das ideale Biotop für jahrelanges ideenloses 
Gemurkse.

von Horst S. (Gast)


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Wisch W. schrieb:
> Das Knickgelenk hat ein sehr großes Spiel
> und wenn dann noch Wind von der Seite kommt.

...oder dieser Rechtsdrall beim Gasgeben.

(...ich fahr mein EL noch mit original Reibscheibe und breitem 
Grinsen...)

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