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Víctor González PachecoVíctor González PachecoRobótica en la ConstrucciónRobótica en la Construcción

MRyA – UC3MMRyA – UC3MFebrero 2009Febrero 2009

Índice

IntroducciónIntroducciónSistema iGPSSistema iGPS

FuncionamientoFuncionamientoVentajas e inconvenientesVentajas e inconvenientes

Experimentos iGPS para cálculo cabeceoExperimentos iGPS para cálculo cabeceoEscenarioEscenarioResultadosResultados

Fusión SensorialFusión SensorialConclusionesConclusionesComentariosComentarios

Introducción

Localización y orientación en interioresLocalización y orientación en interioresProblema sin solucionarProblema sin solucionar

Posible soluciónPosible solución iGPS (indoor GPS)iGPS (indoor GPS)

Medición de cabeceo de un vehículo Medición de cabeceo de un vehículo mediante tecnología iGPSmediante tecnología iGPS

Sistema iGPS

Sistema de posicionamiento 3D para interioresSistema de posicionamiento 3D para interiores

Transmisores Sonsor/es Hub Receptor (RH)

Sistema iGPS

Característica Valor

Precisión 0.25 mm*

Frecuencia máxima 40Hz

Distancia máxima 40m

* Valor medio tras 100 medidas de objetos estáticos

iGPS, ¿Cómo funciona?

±30º30º

iGPS, ¿Cómo Funciona?

AzEl

3ª Señal: Pulso 360º3ª Señal: Pulso 360ºEmitida cada cicloEmitida cada ciclo

Az = t(pulso) ­ t(las1) El = t (las1) ­ t(las2)

iGPS, ¿Como Funciona?

2 Rayos2 Rayos90º Separación90º SeparaciónGiran 360ºGiran 360ºDiferentes velocidadesDiferentes velocidadesDiferentes ángulosDiferentes ángulos

Alzado: +30ºAlzado: +30ºPerfil: ±30ºPerfil: ±30º

33erer rayo 360º cada ciclo rayo 360º cada cicloPosición = tiempo entre rayosPosición = tiempo entre rayos

Ventajas e Inconvenientes

Ventajas Inconvenientes

●Interiores y exteriores

●Precisión 0.25mm

●Frecuencia 40Hz

●Fácil instalación

●Ecalabilidad

●Visión directa de, al menos 2 transmisores

●Superficies reflectantes: Multicamino

●.NET Framework v.2.0

Cálculo de Cabeceo

iGPS para cálculo cabeceo en 2DiGPS para cálculo cabeceo en 2DCálculo de cabeceo en vehículosCálculo de cabeceo en vehículos

θ = atan2(yθ = atan2(y22 − y − y

11 , x , x

22 − x − x

11 ) + π/2 ) + π/2

Plataforma de Pruebas

iGPS Sensor

iGPS Sensor

iGPS RHPC

Embedded XP

RS232

2 Sensores iGPS2 Sensores iGPSSeparación: 41cmSeparación: 41cm

Área de pruebas: 5mx5mÁrea de pruebas: 5mx5m¿Cuántos Transmisores?¿Cuántos Transmisores?

Resultados: Esc. Estático

(Standard Deviation = 0.0048º)(Standard Deviation = 0.0048º)

Resultados: Esc. Dinámico

(Retardo medición (Retardo medición iGPS: 100ms)iGPS: 100ms)

Cabeceo Real

Medición iGPS

Resultados: Esc. Dinámico

Frec. media: 37HzFrec. media: 37Hz

Intervalos de mediciónIntervalos de medición

Errores por multipath Errores por multipath y por NLOSy por NLOS

(hasta 0.5s)(hasta 0.5s)

Fusión Sensorial

Fusión sensorial:Fusión sensorial:Reducir el intervalo entre medicionesReducir el intervalo entre medicionesReducir errores por multipath y NLOSReducir errores por multipath y NLOS

Se utiliza:Se utiliza:Filtro Kalman para el iGPSFiltro Kalman para el iGPSGiróscopoGiróscopo

100Hz100HzPero Bias acumulativoPero Bias acumulativo

Fusión entre datos Fusión entre datos

Resultados Fusión Sensorial

Retardo de Retardo de medición: 10ms medición: 10ms

(antes 100ms)(antes 100ms)

Cabeceo Real

Medición iGPS y Giróscopo

Resultados Fusión Sensorial

Comparación iGPS vs. iGPS+GiroComparación iGPS vs. iGPS+Giro

Cabeceo Real

Medición iGPS

Medición iGPS y Giróscopo

Resultados Fusión Sensorial

IGPS and Fusion errorsIGPS and Fusion errors

Error iGPS

Error iGPS y Giróscopo

Resultados Fusión Sensorial

Parámetro IGPS sólo Fusión IGPS + Giro

Frecuencia Media (Hz)

37 100

Retardo Medio (ms) 100 10

Error std. (deg) 3.921 0.369

Max Error (deg) 24.33 1.5

Conclusiones

iGPS posible solución para interioresiGPS posible solución para interioresNecesita LOSNecesita LOSMultipathMultipath

Fusión SensorialFusión SensorialMejora iGPSMejora iGPSReducción retardo de mediciónReducción retardo de mediciónReducción de erroresReducción de errores

Comentarios

Explicación poco clara del porqué iGPSExplicación poco clara del porqué iGPS¿Otras alternativas?¿Otras alternativas?Falta de profundidad:Falta de profundidad:

Explicación del escenario de pruebas muy Explicación del escenario de pruebas muy pobrepobre

Replicación experimentosReplicación experimentos

Justifiación: ¿Robótica Construcción?Justifiación: ¿Robótica Construcción?Utilización iGPS + Giro parece buena Utilización iGPS + Giro parece buena

alternativaalternativa

Gracias por su atención

¿Preguntas?¿Preguntas?