Samverkande navigering förbättrar din bilnavigator

En drivkraft för bilindustrin är att kraven på bilens mottagare minskar när man använder Samverkande navigering (navigation i samverkan), vilket innebär lägre tillverkningskostnader.

Idag bygger de flesta civila och militära navigationssystem helt eller delvis på GPS. Ett faktum som försvårar användningen av GPS är att satellitsignalerna är mycket svaga och att de kan dämpas, reflekteras och blockeras. FOI har erfarenhet av att utveckla robusta GPS-baserade navigationssystem för användning i svåra miljöer, som inne i städer, inne i byggnader, i miljöer med elektroniska störningar och under tätt lövverk.

Ett robust navigationssystem erhålls genom att GPS-mottagaren skyddas från störsignaler och att satellitsignalen förstärks. Se figurerna 1 och 2 nedan och konferensbidraget i [1]: "INS/GPS Integration with Adaptive Beamforming" (PDF-fil).

Det finns ett militärt behov av att utrusta så många enheter som möjligt med kostnadseffektiva och tillförlitliga navigationssystem. På FOI undersöker vi för närvarande givare av typen Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS). Sådana system är billiga, men tenderar att ha ganska stora systematiska fel, vilket gör att de viktigaste felen måste modelleras och kompenseras.

Om en enskild enhet trots detta inte har tillräckliga prestanda för en given uppgift kan samverkan mellan flera enheter vara en lösning. I figuren 1 bild 3 nedan har en grupp militära enheter uppdraget att lösa en viss uppgift i stadsmiljö. Byggnaderna begränsar den fria vyn mot himlen, vilket gör att olika enheter "ser" olika satelliter. Detta faktum är förklaringen till att Samverkande navigering fungerar med framgång. Genom att enheterna kommunicerar med varandra och mäter sina inbördes avstånd eller sina respektive avstånd till punkter i stadsmiljön som alla kan observera, som byggnadshörn eller byggnadsfasader, så kan gruppens navigationsprestanda höjas och den ursprungliga uppgiften lösas. I artikeln “Robust Navigation - Allowing other systems to support GPS renders increased robustness and precision" (PDF-fil) diskuteras bland annat i navigering i stadsmiljö.

Vid FOI har tre olika metoder för Samverkande navigering i stadsmiljö undersökts. De förbättrar alla noggrannheten i positionsbestämningen när de samverkande enheterna har fri sikt till varandra (se [2] "Collaborative GPS/INS Navigation in Urban Environment" (PDF-fil).

Framsteg som gjorts nyligen i utvecklingen av civila system av typerna Active Safety (AS) och Driver Assistance (DA) förväntas leda till uppkomsten av en omfattande infrastruktur för kommunikation mellan fordon. Information om europeiska forskningssatsningar för ökad trafiksäkerhet med hjälp av Intelligent Vehicle Safety Systems återfinns på hemsidan eSafety (PDF-fil) under EU:s informationsportal och inom projekten CVIS och Safespot.  När ett sådant system tas i bruk kommer det att vara kostnadseffektivt att implementera algoritmerna för Samverkande navigering.

Så här kan Samverkande navigering sammanfattas:

• Samverkande navigering är ett sätt att minska kostnaderna med bevarad eller till och med förbättrad navigationsförmåga;
• Samverkande navigering gör det möjligt för en grupp av enheter med olika sensorsystem att dela på information och därigenom förbättra navigationen för hela gruppen.

Figur 1: 1 Skydd; 2 stöttning; 3 Samverkande navigering.

[1] F. Berefelt, B. Boberg, F. Eklöf, J. Malmström, L. Pääjärvi, P. Strömbäck, S-L. Wirkander.
INS/GPS Integration with adaptive Beamforming, ION GNSS 2003, Sept 2003, Portland, USA.

[2] F. Berefelt B. Boberg J. Nygårds P. Strömbäck, S.-L. Wirkander,
Collaborative GPS/INS Navigation in Urban Environment,
ION NTM 2004, January 2004, San Diego, USA.