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F. Peyret – 24/06/2011 1 PREDIT Forum ENSG PPMD D. Bétaille (IFSTTAR) 26 mars 2013 Projet CityVIP SIG embarqué et réalité virtuelle pour connaître les.

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1 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Forum ENSG PPMD D. Bétaille (IFSTTAR) 26 mars 2013 Projet CityVIP SIG embarqué et réalité virtuelle pour connaître les conditions de propagation et améliorer la précision GNSS PREDIT, Transports Sécurisés, Fiables et Adaptés

2 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Plan de la présentation 1.Problématique de la Géolocalisation en ville 2.Les objectifs du projet CityVIP 3.Architecture logicielle du système de Géolocalisation CityVIP 4.Le module de localisation par mise en correspondance dimages vidéo 5.Le module de détection des signaux GPS NLOS 6.Le module de localisation globale par fusion multi-capteurs 7.Lintégration dans le véhicule VERT 8.Présentation de la démonstration

3 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Problématique de la Géolocalisation en ville Les VIP sont par définition des véhicules urbains Le milieu urbain cumule : – lintérêt dun positionnement précis et intègre – les difficultés… pour le positionnement GPS : – les masquages de satellites – les trajets multiples pour le positionnement par traitement dimages vidéo : – les problèmes dombres et déblouissements – les problèmes de réflexions Mais… le milieu urbain est fortement structuré et la connaissance de la carte peut être dun précieux secours

4 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Les objectifs du projet CityVIP et la réponse apportée par les partenaires Le projet CityVIP avait pour ambition de développer un système de localisation adapté aux VIP, cest-à-dire : – précis (erreur < 1 m à 95%) – intègre (estimation sûre dun majorant de lerreur) – bas coût, donc utilisant des capteurs bas de gamme Pour ce faire, le système de localisation CityVIP exploite : – un récepteur GPS bas de gamme (u-blox) – les 2 codeurs CAN des roues arrière du véhicule – une caméra vidéo N&B standard (Marlin) – une carte numérique 3D précise en tirant le meilleur parti de toutes les sources dinformation

5 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Concept général du système de Géolocalisation CityVIP Coopération de modules logiciels actualisant la pose : par intégration de mesures proprioceptives (odométrie ++) par mise en correspondance avec la carte numérique (map matching) par utilisation de données satellitaires en couplage lâche ou serré : test préalable de validité force du signal visibilité directe par fusion avec la localisation par vision

6 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Architecture logicielle du système de Géolocalisation CityVIP Ordonnancement asynchrone des modules (environnement Aroccam )

7 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Localisation par vision (1) : construction de la base d'amers visuels Séquence vidéo de référence Base d'amers visuels géoréférencés (Points 3D + descripteurs associés) Trajectoire de référence

8 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Localisation par vision (2) : algorithme temps réel Points d'intérêt sur l'image courante Base d'amers visuels géoréférencés Pose du véhicule et incertitude associée Appariement 3D/2D

9 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de détection des signaux GPS NLOS (1) Les satellites NLOS (non-line-of-sight) sont le "pire ennemi" du positionnement GNSS en ville ! La prise en compte dune (ou de plusieurs) mesure(s) issue(s) dun (de) satellite(s) NLOS peut décaler la position calculée de plusieurs mètres CityVIP a développé une méthode exploitant le SDK BeNomad pour détecter et éliminer les mesures contaminées

10 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le Software Development Kit (SDK) de BeNomad est composé dun ensemble dinterfaces de programmation pour relier les fonctions de navigation, de décodage dadresses et de rendu. Pour CityVIP, il y a aussi des fonctionnalités spécifiques (moteur de rendu 3D, caméra virtuelle, calcul de distances dans le monde virtuel utilisé dans lalgorithme NLOS dIFSTTAR, …). BeNomad fournit aussi la base de données géoréférencées directement exploitable par son SDK (données sources fournies par lIGN). Le SDK BeNomad et son moteur de rendu 3D (1)

11 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le SDK BeNomad et son moteur de rendu 3D (2)

12 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de détection des signaux GPS NLOS (2) Tri des satellites NLOS par vision artificielle Image virtuelle BeNomad selon lazimuth de chaque satellite Preuve de concept publiée (ITST 2011) à partir dune position vraie Validée aussi en boucle fermée, i.e. à partir dune position prédite et map-matchée (IV 2012)

13 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de détection des signaux GPS NLOS (3) A partir dune position vraie (issue de la tra- jectoire de réf.) Boucle ouverte Meilleure pré- cision pour 2 modèles u-blox haute sensibilité En boucle fermée, map matching nécessaire…

14 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de localisation globale par fusion multi-capteurs et carte Monde 3D Localisation 3D (x,y,z,ψ,θ,Φ) Configuration : dans (repère local ENU) Modèle dévolution :

15 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Ellipsoïde mis à jour Mise en correspondance avec la carte (map matching) Le module de localisation globale par fusion multi-capteurs et carte Fusion de données : domaine ellipsoïdaux Segments de route : Contraintes linéaires Ellipsoïde courant Résultat sur Paris

16 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de détection des signaux GPS NLOS en boucle fermée (1) A partir dune position map matchée Résultat final sur une position libre (en 2D) pour u-blox Progrès par rap- port au simple tri selon le SNR

17 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de détection des signaux GPS NLOS en boucle fermée (2) A partir dune position map matchée Résultat final sur une position contrainte par la carte (en 2D) Progrès aussi par rapport au tri selon le SNR

18 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Le module de localisation globale par fusion multi-capteurs Fusion lot 1 (map aided) / lot 2 (vision) Localisation Lot 1 Localisation Lot 2 Segment sélectionné dans le map matching Localisation après fusion

19 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Lintégration dans le véhicule de démonstration VERT Mesure de référence des trajectoires Codeurs de roues Récepteur GPS bas-coût Baie dacquisition (RT- Maps, Aroccam…)

20 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Architecture logicielle modulaire, basée sur du middleware aroccam

21 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Présentation des démonstrations

22 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Présentation des démonstrations

23 F. Peyret – 24/06/ PREDIT Merci pour votre attention…


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