הנדסת מערכת ותכנון מערכות מורכבות
כשה-GPS נופל: ניווט ועקיבה בעזרת היתוך חיישנים (Sensor Fusion)
עקיבה וניווט בסביבה משובשת או ללא קליטת לוויינים
באמצעות שילוב נתונים מחיישנים מקומיים.
מציג:
עמית וינרב, מהנדס אפליקציה בכיר ויועץ טכנולוגי אסטרטגי, צוות CDA
התהליך ההנדסי:
שימוש וכיול של אלגוריתמי ניווט ועקיבה מוכנים מתוך Sensor Fusion and Tracking Toolbox, ליצירת אמידת מיקום יציבה המפצה על חולשות של חיישנים בודדים.
המימוש בפועל:
תתנסו במתקן חיישנים אינטראקטיבי שתניעו בעצמכם במרחב, ותראו בזמן אמת שלושה מסלולים במקביל: IMU בלבד – מגיב מהר אך נסחף, מצלמה בלבד – מדויקת אך איטית ורגישה להסתרות, ואת מסלול ההיתוך היציב.
טכנולוגיות מפתח:
Sensor Fusion | IMU & Vision Tracking | IMM |
Kalman Trackers | GPS-Denied Navigation
תיאור הדמו:
ניווט ללא GPS הפסיק להיות תרחיש קצה והפך לברירת מחדל – בתוך מבנים, במרחב עירוני צפוף ובסביבות עתירות שיבושים. בהדגמה זו תוכלו להחזיק פיזית במתקן חיישנים אינטראקטיבי, לנוע איתו בחלל, ולראות בעיניים כיצד טכניקות היתוך ועקיבה מתגברות על סחיפה (Drift) של ה-IMU ועל חסימות שדה הראייה של המצלמה, ליצירת אמידת מיקום חלקה, רציפה ואמינה.
מרכיבי הדמו:
- מתקן חיישנים אינטראקטיבי: רכיב ההתנסות הפיזית המאפשר להחזיק את מתקן החיישנים בידיים, לנוע איתו בחלל ולייצר נתוני תנועה במרחב בזמן אמת.
- תצוגת מסלולים השוואתית חיה: מערכת המציגה שלושה מסלולים זה לצד זה: מסלול ה-IMU שמגיב מהר אך נסחף בתוך שניות, מסלול המצלמה (Vision) המדויק אך איטי יותר ונעלם בעת חסימת שדה הראייה, ולצדם מסלול ההיתוך היציב.
- מנוע היתוך החיישנים (Sensor Fusion): הליבה האלגוריתמית המשלבת בין שני המקורות בזמן אמת, ומפיקה מסלול אחד, רציף ויציב.
- תרחישי תמרון ושיבוש אינטראקטיביים: ייצור מכוון של הפרעות ותנועות חדות, כגון פניות ועצירות, בזמן אמת, כדי לבחון כיצד המערכת ואלגוריתמי העקיבה מגיבים לשינויים.
דגשים טכניים:
- התמודדות עם דינמיקה משתנה: השוואה חיה בין מודל המניח מהירות קבועה, אשר נגרר מאחור בתמרונים, לבין מודל אדפטיבי / שילוב מודלים (IMM).
- כיול (Tuning) ו-Trade-Offs: בחינה על גבי אותם נתונים של מספר אלגוריתמי היתוך שונים, הממחישה כיצד כיול אפקטיבי קובע את האיזון העדין שבין חלקות הפתרון לזמן התגובה.
- תשתית לתפיסה מרחבית אוטונומית: הפתרון האלגוריתמי המוצג כאן מהווה את אבן היסוד לכל מערכי ה-Perception של פלטפורמות אוטונומיות, כדוגמת הרחפן המורכב בעמדה הסמוכה, ומאפשר להן לפעול גם בתנאי ניתוק מוחלט מה-GPS.