GSA Smartphone GNSS Raw Data Task Force

Die GNSS-Positionsbestimmung von Smartphones wurde bis vor einiger Zeit noch komplett auf den internen GNSS-Chips berechnet. Der Algorithmus, die verwendeten Korrekturdaten und damit auch die Positionsgenauigkeit war daher von Seiten der Hardwarehersteller vorgegeben.
Mit der Freigabe der GNSS-Rohdaten auf Smartphones seit Android 7.0 gilt dies jedoch für viele Geräte nicht mehr. Die GSA Smartphone GNSS Raw Data Task Force (https://www.gsa.europa.eu/gnss-applications/gnss-raw-measurements/gnss-raw-measurements-task-force) bringt daher Forschung und Industrie zusammen, um den Markt für hochgenaue Positionierung unter Verwendung der Smartphone-GNSS-Rohdaten zu stärken.

Die Forschungen und Entwicklungen an der HSKA im Rahmen des NAVKA-Projekts befassen sich mit Cycleslips- und Ambiguity-robusten GNSS-Algorithmen und Softwareentwicklungen (DGNSS, PPP) unter Verwendung von GNSS-Rohdaten - auch von den Galileo-Satelliten - wie sie seitens des Smartphones zur Verfügung stehen. Die Algorithmen- und Softwarentwicklungen beziehen sich zum einen auf Anwendungen zur reinen Positionsbestimmung zum anderen auf solche Georeferenzierung und Identifizierung von Objekten in mobilen GIS-Anwendungen, wobei zusätzlich die MEMS-Sensoren und die Kamera des Smartphones sowie kommerzielle Laserdistos verwendet bzw. algorithmisch fusioniert werden.

  

Screenshot des Plugins zum Loggen und Streamen von binären Daten im ubx Protokoll in die GnssLogger - App von Google

 

Links: Statische Untersuchungen zur möglichen Genauigkeit von Smartphone GNSS Rohdaten bei guter Satellitensichtbarkeit.
Rechts: Abweichung der Smartphone-Position vom Sollwert in E (East), N (North) und U (Up)

Bei Verwendung einer virtuellen Referenzstation ist Dezimetergenauigkeit erreichbar (blau), eine statischen PPP-Auswertung mit IGS-Korrekturdaten kann Submetergenauigkeit liefern (grün)

 

Harby Wasserroboter

Der "Harby" Wasserroboter ist ein automatisiert fahrender und in Größe und Anwendungszweck skalierbarer Katamaran. Die Ansteuerung erfolgt Internet-basiert in bidirektionaler Kommunikation mit Übertragung des aktuellen Navigationsstatusvektors und Bilddaten. Die jetzige Robotikanwendung von Harby zielt auf die Reinigung von Hafenbecken ab. Dabei soll neben multisensoriellem SLAM auch eine automatisierte Erkennung und Umfahrung von Hindernissen entwickelt und implementiert werden.

Das FuE-Projekt Harby umfasst zwei Forschungs- und Entwicklungsstufen. In der ersten wird für den seitens der Firma Weico entwickelten steuerbaren Katamaran die multisensorielle Navigation und Remote Control Steuerung entwickelt. Daran setzt in Stufe 2 die Realisierung des automatisierten Fahrens im ITRF-basierten Bezug an.

Projektübersicht:

Projektstufe 1: abgeschlossen April 2019
Projektstufe 2: Mai 2019 - April 2020
Kooperationspartner: Firmen Weico und Soleon, Italien

ZIM-Netzwerk Hochpräzise Echtzeignavigation Baden-Württemberg

Das ZIM-geförderte Netzwerk "Hochpräzise Echtzeitnavigation Baden-Württemberg (RTK B.W.)" ist entlang der Entwicklungslinien
- Bauwirtschaft (Tiefbau 3D+ , SLAM, BIM)
- Autonomes Fahren und Fliegen
- Georeferenzierung von Objekten
- Logistik
- Rettungswesen
mit der Realisierung unterschiedlicher Entwicklungen im Bereich multisensorieller GNSS/MEMS/Optik-basierter Navigationstechnologien und intelligenter Systeme befasst.
Zum ZIM-Konsortium gehören - neben dem Labor für GNSS & Navigation der Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft (HsKA) als Forschungsstelle  - die acht Unternehmen 2E mechatronic GmbH & Co. KG, AReS Ingenieurgesellschaft mbH, Convexis GmbH, geomer GmbH, Heidelberg Mobil International GmbH, Ingenieurbüro Bernd Hölle GmbH, Krämer Automotive Systems GmbH und die MTS Maschinentechnik Schrode AG.

Link zu den News auf www.geonet-mrn.de

Link zu den News auf www.esnc-bw.de

ZIM-Konsortium "Hochpräzise Echtzeitnavigation B.W." beim Kick-Off-Meeting im Technologiepark Tübingen-Reutlingen (TTR) am 23.03.2018

 

MSM - Multisensorielles selbstreferenzierendes 3D-Mappingsystem

Download MSM summary

Der Fokus des MSM Projekt an der Hochschule Karlsruhe (HSKA), das im Rahmen des Forschungsprogramms "Innovative Projekte" durch das Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK) Baden-Württemberg gefördert wird, liegt in der Indoor Navigation und Mapping (ohne GNSS). Indoor Szenarien sind eine besondere Herausforderung für die Navigation. Das MSM Projekt baut dabei auf die bereits erprobten "Navka" Navigations- und Sensorfusionsalgorithmen, die in ROS (Robot Operating System) umgesetzt wurden. Dazu wurden ROS Interfaces und Wrapper entwickelt, sodass die Algorithmen nahtlos in andere Pakete, z. B. andere Open Source Pakete zum ROS basierten Mapping, Navigation und SLAM, integriert werden können.

Die Mappingkomponente des Systems basiert auf dem Velodyne VLP16 3D Laser Scanner, einer  Stereokamera und Radodometrie. Auch wenn Sensoren, wie Laserscanner und Kamera vor allem für das Mapping verwendet werden, werden in MSM Projekt deren Daten zusätzlich dazu verwendet, den Navigationszustand und die Trajektorie der Plattform zu schätzen, die ein Roboter, ein UAV oder sogar eine manuell geführte Navigationsplatform sein könnte. Das System entdeckt dabei auch Schleifenschlüsse, sodass die Navigationszustandsschätzung gestützt und Drift vermieden wird. Das Ergebnis ist eine sehr präzise registrierte 3D Punktwolke und die Trajektorie der Nagiationsplattform.

Auf dem unteren Bild ist ein Teil einer Foyerszene der 3D Punktwolke des VLP16 Laserscanners.

Neues Video:

Indoor 3D Mapping with VolksBot, 3D laser scanner and NAVKArine-MSM

Indoor 3D Mapping Based on the VolksBot mobile robot platform, VLP16 3D laser scanner and NAVKArine-MSM, as a further develpment of the G1MC multi-sensor navigation module and NAVKA-software. In an addition small computer (NUC) was used as central input processing unit (GPIO) for the extended NAVKA-algorithms.

As further hardware component as laserscanner (Velodyne) was used.

This short animation shows a 3D point cloud map of the HSKA Building-B ground floor mapped with the Multi sensor self-referenceing 3D mapping platform NAVKArine-MSM developed at HSKA under the MSM project "MSM - Multisensor Selfreferencing 3D-Mapping System", funded by the Baden-Württemberg Ministry of Science, Research and Art (MWK) in the frame of the "Innovative Projects" research program.

Development platform: ROS
Hardware: VolksBot mobile robot,
Velodyne VLP16 3D laser scanner
NAVKAarine-G1MC navigation module (GNSS receiver, accelerometer, gryroscope, barometer and magnetometer)
Packages and Algorithms used: NAVKA-navigation and sensor fusion algorithms, togehter with Lidar Odometry and Mapping + Generalized ICP