Politechnika Poznańska  Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych

Wykład 19



Systemy inteligentnej nawigacji

dr inż. Michał Maciejewski

[e-mail]

Systemy informacyjno-informatyczne

w transporcie

2

Plan wykładu

• Tradycyjna nawigacja

• Dynamiczna nawigacja
• Inteligentna nawigacja
• Przyszłość systemów nawigacji

Tradycyjna nawigacja

• Nawigacja satelitarna

– rodzaj radionawigacji
– wykorzystanie fal radiowych emitowanych przez

sztuczne satelity

– GPS (najpopularniejszy)

3

Tradycyjna nawigacja

• Pozycjonowanie

– odbiornik GPS
– samodzielne lub komunikujące się (bez-)przewodowo
– dokładna pozycja + informacje o prędkości i kierunku

4

Architektura systemu

5

GPS

Tradycyjna nawigacja

• Pozycjonowanie – niedokładności

– tunele

• brak sygnału GPS

– miasto

• wąski kąt widzenia
• często niemożliwe wyznaczenie pozycji (mniej niż 4

satelity)

• zakłócające sygnały odbite
• zakłócenia GSM, WiFi, …

6

Tradycyjna nawigacja

• Korekty wyznaczania pozycji

– kompas elektroniczny
– elektroniczny licznik przebytej drogi
– (żyroskopowe) czujniki ruchu

7

Architektura systemu

8

GPS

Tradycyjna nawigacja

• Nawigacja

– GPS: pozycjonowanie
– GIS: lokalizacja na mapie, wyszukiwanie tras

9

GPS

GIS

Tradycyjna nawigacja

• Nawigacja samochodowa

– odbiornik GPS + oprogramowanie GIS

– również: odbiornik GPS + laptop/palmtop/komórka +

GIS

10

Architektura systemu

11

GPS

GIS

Tradycyjna nawigacja

• Wady tradycyjnej nawigacji

– brak aktualnej i precyzyjnej informacji o

utrudnieniach

• korki
• remonty

– brak uwzględnienia cykli

dobowych/tygodniowych/sezonowych zmian
natężenia ruchu

– nieaktualna baza POI

• fotoradary

– brak możliwości śledzenia pojazdu (ang. vehicle

tracking)

12

13

Plan wykładu

• Tradycyjna nawigacja

• Dynamiczna nawigacja

• Inteligentna nawigacja
• Przyszłość systemów nawigacji

Dynamiczna nawigacja

• Nawigacja

– GPS: pozycjonowanie
– GIS: lokalizacja na mapie, wyszukiwanie tras
– GPRS: śledzenie pojazdu, dane o stanie pojazdu,

komunikaty do kierowcy, zmiana trasy

14

GPS

GIS

GPRS

Architektura systemu

15

Internet

TCP/IP

GPS

GPRS

GIS

serwer

EOBD

Dynamiczna nawigacja

• Przechowywanie danych

16

Architektura systemu

17

Internet

TCP/IP

GPS

GPRS

GIS

GIS

Dane,

statystyki

serwer

baza danych

EOBD

Dynamiczna nawigacja

• Zastosowania

– zarządzanie flotą pojazdów

• dynamiczne sterowanie trasami
• monitorowanie pojazdów
• transprentność działań kierowców

– ratownictwo, policja, …

• szybka lokalizacja zaginionych pojazdów

18

19

Plan wykładu

• Tradycyjna nawigacja
• Dynamiczna nawigacja

• Inteligentna nawigacja

• Przyszłość systemów nawigacji

Inteligentna nawigacja

• Wymagania

– aktualna i precyzyjna informacja o utrudnieniach

• korki
• remonty

– uwzględnienie cykli

dobowych/tygodniowych/sezonowych zmian
natężenia ruchu

20

Architektura systemu

21

Internet

TCP/IP

GPS

GPRS

GIS

GIS

Dane,

statystyki

czujniki ruchu

video

serwer

baza danych

EOBD

Inteligentna nawigacja

• Monitorowanie stanu ruchu drogowego

– możliwie dokładna sieć ulic (pasy ruchu)
– czujniki ruchu:

• pętle indukcyjne
• kamery
• fotoelementy

– wstępnie zebrane dane z czujników przez system w

centrum sterowania ruchem

– informacje o uszkodzeniach nawierzchni, trudnościach

w ruchu, niebezpiecznych miejscach, częstych
wypadkach

• Oszacowanie czasów jazdy OD… DO…

– składanie tras z mniejszych odcinków
– uwzględnienie czasu przejazdu przez skrzyżowania (dla

różnych kierunków)

22

Inteligentna nawigacja

• Udostępnienie informacji o ruchu

– informatory miejskie dla mieszkańców
– aplikacje logistyczne dla służb miejskich

• identyfikacja zdarzeń
• planowanie

– aplikacje do nawigacji samochodowej

• Zaawansowane usługi

– optymalizacja rozstawienia pojazdów policyjnych –

zwiększenie efektywności „obławy” przy użyciu
minimalnej ilości radiowozów

– optymalizacja przydzielania zleceń dla taksówek
– inne specjalne usługa dla kierowców lub służb

interwencyjnych (policja, straż pożarna, karetki,
służby ochrony)

23

Architektura systemu

24

Internet

TCP/IP

GPS

GPRS

GIS

GIS

Dane,

statystyki

czujniki ruchu

Internet

TCP/IP

WWW

serwer

baza danych

EOBD

video

25

Plan wykładu

• Tradycyjna nawigacja
• Dynamiczna nawigacja
• Inteligentna nawigacja

• Przyszłość systemów nawigacji

Przyszłość systemów nawigacji

• Komunikacja między pojazdami V2V (Vehicle-to-

Vehicle)

– jazda pojazdów w kolumnie
– synchronizacja pojazdów podczas manewrów

(unikanie kolizji)

• zmiana pasa ruchu
• wyprzedzanie
• przejazd przez skrzyżowanie

• Inteligentne pojazdy

– bezzałogowe
– autonomiczne

26

DARPA Grand Challenge 2004

• DARPA Grand Challenge 2004

– termin: 13 marca 2004
– trasa: Barstow - Las Vegas

(ok. 320 km jazdy przez pustynne obszary)

– wymagania: całkowicie samodzielne pojazdy,

maksymalny czas - 10 godz.

– NAGRODA: 1 mln USD

27

DARPA Grand Challenge 2004

• Trasa

DARPA Grand Challenge

• Identyfikacja przeszkód

DARPA Grand Challenge 2004

• Wyznaczanie ścieżki pomiędzy punktami

DARPA Grand Challenge 2004

• Najlepszy (ale nie zwycięzca)

DARPA Grand Challenge 2005

• DARPA Grand Challenge 2005

– termin: 8 października 2005
– trasa: ok. 200 km jazdy przez pustynne obszary
– wymagania: całkowicie samodzielne pojazdy,

maksymalny czas - 10 godz.

– NAGRODA: 2 mln USD

32

DARPA Grand Challenge 2005

• Zwyciezca (Stanley, 6:54, Stanford University)

33

DARPA Urban Challenge 2007

• DARPA Urban Challenge 2007

– termin: 3 listopada 2007
– trasa: ok. 96km jazdy przez miejskie obszary
– wymagania: całkowicie samodzielne pojazdy,

maksymalny czas - 6 godz.

– NAGRODA: 2 mln USD

34

DARPA Urban Challenge 2007

• Zwyciezca (Boss, 4:10:20, Carnegie Mellon

University)

35

36

Dziękuję…