Indoor Mapping mit Rucksack

GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.

GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. Es umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, während GPS nur eines dieser Systeme ist.

Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen seine Grenzen haben kann.

GNSS steht für die umfassendere Kategorie der Satellitennavigationssysteme, einschließlich GPS und anderer Systeme, während GPS ein spezielles, von den Vereinigten Staaten entwickeltes GNSS ist.

Der Hauptunterschied zwischen einem lage und richtung Referenzsystem (AHRS) und einem Trägheitsnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und dem Umfang der von ihnen gelieferten Daten.

AHRS liefert Orientierungsinformationen, insbesondere die lage (nicken, rollen) und richtung (Gieren) eines Fahrzeugs oder Geräts. Zur Berechnung und Stabilisierung der Ausrichtung wird in der Regel eine Kombination von Sensoren verwendet, darunter Gyroskope, Beschleunigungsmesser und Magnetometer. Die AHRS gibt die Winkelposition in drei Achsen aus (nicken, rollen und Gieren) und ermöglicht es einem System, seine Orientierung im Raum zu verstehen. Es wird häufig in der Luftfahrt, in UAVs, in der Robotik und in Schiffssystemen eingesetzt, um genaue lage und richtung Daten zu liefern, die für die Fahrzeugsteuerung und -stabilisierung entscheidend sind.

Eine INS liefert nicht nur Orientierungsdaten (wie eine AHRS), sondern verfolgt auch die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Fahrzeugs über die Zeit. Es verwendet Trägheitssensoren, um die Bewegung im 3D-Raum abzuschätzen, ohne auf externe Referenzen wie GNSS angewiesen zu sein. Es kombiniert die Sensoren von AHRS (Gyroskope, Beschleunigungsmesser), kann aber auch fortschrittlichere Algorithmen für die Positions- und Geschwindigkeitsverfolgung enthalten, die oft mit externen Daten wie GNSS integriert werden, um die Genauigkeit zu erhöhen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass AHRS sich auf die Orientierung konzentriert (lage und richtung), während INS eine ganze Reihe von Navigationsdaten liefert, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung.

Der Unterschied zwischen einer Trägheitsmesseinheit (IMU) und einem Trägheitsnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.

Eine IMU (Inertialmesseinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen gemessen werden. Sie liefert Informationen über rollen, nicken, Gieren und Bewegung, berechnet aber keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell dafür ausgelegt, wichtige Daten über Bewegung und Orientierung für die externe Verarbeitung zur Bestimmung von Position oder Geschwindigkeit zu übermitteln.

Ein INS (Trägheitsnavigationssystem) hingegen kombiniert IMU Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es beinhaltet Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.

Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist, wie z. B. bei militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.

Die Kombination von SBG Systems' Trägheitssystemen mit LiDAR für Drohnenkartierungen verbessert die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Erfassung präziser Geodaten.

Hier erfahren Sie, wie die Integration funktioniert und welche Vorteile sie für die Kartierung mit Drohnen bietet:

• Eine Fernerkundungsmethode, bei der mit Hilfe von Laserimpulsen Abstände zur Erdoberfläche gemessen werden, um eine detaillierte 3D-Karte des Geländes oder von Strukturen zu erstellen.
• SBG Systems INS kombiniert eine Trägheitsmesseinheit ( ) mit GNSS-Daten, um eine genaue Positionierung, Orientierung ( , , Gieren) und Geschwindigkeit zu gewährleisten, selbst in Umgebungen, in denen kein GNSS verfügbar ist.IMUnicken rollen

Das Trägheitssystem von SBG wird mit den LiDAR-Daten synchronisiert. Die INS verfolgt genau die Position und Ausrichtung der Drohne, während das LiDAR die Details des Geländes oder der Objekte darunter erfasst.

Da die genaue Ausrichtung der Drohne bekannt ist, können die LiDAR-Daten im 3D-Raum genau positioniert werden.

Die GNSS-Komponente sorgt für die globale Positionierung, während die IMU Orientierungs- und Bewegungsdaten in Echtzeit liefert. Diese Kombination stellt sicher, dass INS auch bei schwachen oder nicht verfügbaren GNSS-Signalen (z. B. in der Nähe von hohen Gebäuden oder dichten Wäldern) den Weg und die Position der Drohne verfolgen kann und so eine konsistente LiDAR-Kartierung ermöglicht.

Ein Indoor Positioning System (IPS) ist eine spezielle Technologie, die den Standort von Objekten oder Personen in geschlossenen Räumen, wie z. B. in Gebäuden, wo GNSS-Signale schwach oder nicht vorhanden sind, genau bestimmt. IPS setzt verschiedene Techniken ein, um präzise Positionsdaten in Umgebungen wie Einkaufszentren, Flughäfen, Krankenhäusern und Lagerhäusern zu liefern.

IPS kann mehrere Technologien zur Standortbestimmung nutzen, darunter:

• Wi-Fi: Verwendet die Signalstärke und Triangulation von mehreren Zugangspunkten zur Positionsbestimmung.
• Bluetooth Low Energy (BLE): Verwendet Beacons, die Signale an Geräte in der Nähe zur Verfolgung senden.
• Ultraschall: Verwendet Schallwellen zur genauen Standortbestimmung, oft mit Sensoren von Mobilgeräten.
• RFID (Radio-Frequenz-Identifikation): Etiketten, die an Gegenständen angebracht werden, um diese in Echtzeit zu verfolgen.
• Trägheitsmessgeräte (IMUs): Diese Sensoren überwachen Bewegung und Orientierung und verbessern in Kombination mit anderen Methoden die Positionsgenauigkeit.

Eine detaillierte digitale Karte des Innenraums ist für eine genaue Ortung unerlässlich, während mobile Geräte oder spezielle Ausrüstungen Signale von der Ortungsinfrastruktur sammeln.

IPS verbessert die Navigation, verfolgt Objekte, unterstützt Notdienste, analysiert das Verhalten von Einzelhändlern und lässt sich in intelligente Gebäudesysteme integrieren, was die betriebliche Effizienz dort erheblich verbessert, wo herkömmliches GNSS versagt.