Wobei hilft eine Inertiale Messeinheit?

Geht es um die Lokalisierung von Intelligenten Mobilen Maschinen denken viele Personen häufig zuerst an GPS. Beim GPS (Global Positioning System) handelt es sich um eine globale und damit absolute Möglichkeit zur Lokalisierung, die jedoch auf externe Informationen und Daten angewiesen ist. Bricht die Verbindung zur externen Quelle, z.B. durch Abschattungen der Satelliten ab, kann die Lokalisierung nicht mehr in der benötigten Genauigkeit aufrecht erhalten werden. Zuverlässige Intelligenten Mobile Maschinen sollen jedoch im Optimalfall 24/7 funktionieren und nicht durch solche Probleme stillgelegt werden.

Deshalb verlassen sich ausgereifte Algorithmen zur Lokalisierung nicht nur auf externe Datenquellen. Sie beziehen außerdem auch interne Daten z.B. von Inertialen Messeinheiten oder aus der Odometrie in die Positionsbestimmung mit ein. 

Die Inertiale Messeinheit (Inertial Measurement Unit – IMU) hilft dabei eine relative Pose (Lokalisierung und Orientierung) zu bestimmen, die sich aus den Beschleunigungen in alle Raumrichtungen sowie aus den Drehraten um die drei Bewegungsachsen berechnet. Dazu besteht eine Inertiale Messeinheit aus mehreren sogenannte Inertialsensoren wie Beschleunigungsmessern und Drehratensensoren. 

Durch doppelte Integration der Beschleunigungswerte und einfache Integration der Drehraten kann fortlaufend die räumliche Bewegung des Objekts relativ zu dessen Startpunkt bestimmt werden. Aufgrund des relativen Charakters der berechneten Bewegung, addiert sich der Fehler jedoch auf und wirkt sich kumulativ aus. Die Genauigkeit der Pose der Intertialen Messeinheit kann durch Sensorfusion mit weiteren Datenquellen erheblich gesteigert werden. Damit trägt diese Art der Lokalisierung zu einer starken Erhöhung der Genauigkeit und auch der Verfügbarkeit bei und ist ein Grundbaustein für zuverlässige und industrietaugliche Intelligente Mobile Maschinen. 

 

Aktualisiert am 24. März 2021

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