Lokalisierung

Hochgenaue Lokalisierung – präzise, zuverlässig und sicher!

Ihr Lösungspartner für die autonome Mobilität der Zukunft

Jederzeit wissen, wo sich ein bewegliches Objekt befindet, ist eine wesentliche Grundvoraussetzung für die Funktionsfähigkeit autonomer Systeme und deren Belastbarkeit, sowohl auf der Straße als auch in der dritten Dimension. Die hochgenaue Positionsbestimmung von Personen, Fahrzeugen, Betriebs- und Produktionsmitteln oder anderen beweglichen Objekten auf wenige Zentimeter genau entwickelt sich dabei in den letzten Jahren zu einer dominierenden Schlüsselkomponente. Auf autonomen Betriebshöfen, in vollautomatisierten Lagerhallen oder beim autonomen Fahren – hochgenaue Lokalisierung muss unabhängig von der Umgebung und den Umwelteinflüssen zuverlässig funktionieren.

So funktioniert Lokalisierung!

Auf offener Straße ist die Verortung dank satellitengestützter Systeme (kurz: GNSS) in den meisten Situationen sehr zuverlässig, insbesondere auch durch die Versorgung mit Korrekturdaten. Diese Korrekturen kompensieren dynamische Einflüsse durch Störungen in der Atmosphäre oder den Satellitenorbits. Um mögliche Verfälschungen zu vermeiden, setzen wir auf redundante Datenquellen und folgende Technologien für eine präzise, sichere und vor allem kontinuierliche Lokalisierung:

Satellitennavigation

Umfeldsensorik

Inertialsensorik

Ein Universalrezept für Lokalisierungslösungen gibt es allerdings nicht. Die automatische Standortermittlung kann über die unterschiedlichsten Technologien erfolgen: von der Satellitennavigation über die Inertialsensorik bis hin zu verschiedensten Sensoren der Umfeldwahrnehmung. Welche Art oder Kombination von Technologien am besten geeignet ist, hängt von der notwendigen Ortungsgenauigkeit, der geforderten Aktualisierungsrate und der Umgebung ab.

Eine besondere Herausforderung stellen vor allem Situationen dar, in denen der Empfang von Satellitensignalen durch dichte urbane Bebauung oder Tunnel gestört ist. Dort verlieren autonome Systeme durch wegdriftende Signale aus der Eigenbewegungsschätzung immer mehr die Orientierung.  Während GNSS im Outdoorbereich eine hochgenaue und auch langzeitstabile Position bereitstellen kann, greift man in Innenräumen auf Funktechnologien, wie IEEE 802.11 (WiFi), Bluetooth, ZigBee, RFID und Ultra-Wideband (UWB) für eine stabile Position sowie Radar, Ultraschall oder visuelle Technologien wie Lidar und Kamera für eine erhöhte Genauigkeit zurück.

Bertrandt als Lösungsanbieter für Ihre Lokalisierungsthemen.

Kontinuierliche Positionierung nicht nur indoor und outdoor, sondern auch im Übergang – unsere Experten bieten Ihnen eine Vielzahl an individuellen Lösungen. Durch die Fusion und Verarbeitung von Rohdaten verschiedener Sensoren und den kontinuierlichen Abgleich mit hochauflösenden Karten erreichen wir eine genaue Positionsbestimmung mit nur wenigen Millisekunden Verzögerung.

Unsere Lösungen für Sie auf einen Blick!

Als globales, satellitengestütztes System zur Positionsbestimmung ermöglicht GNSS im Outdoorbereich, sowohl am Boden als auch in der Luft, eine stabile Verortung des Zielsystems. Ist darüber hinaus die Versorgung mit Korrekturdaten sichergestellt, kann mittels GNSS in vielen alltäglichen Situationen bereits eine hochgenaue und langzeitstabile Position bereitgestellt werden. Abgestimmt auf Ihre speziellen Bedürfnisse definieren unsere Experten, ob Basissysteme (GPS, GLONASS, Galileo oder BeiDou) in Ihrem Anwendungsfall ausgeschlossen werden sollten. Auch Bereitstellung und Betrieb eigener Basisstationen ist eine Möglichkeit, um für zusätzliche Genauigkeit und größere Robustheit des Systems zu sorgen. Ortsfehler von deutlich weniger als 50 cm können so erreicht werden. Für noch bessere Ergebnisse sind unsere Experten zudem in der Lage, den Output dieses Systems mit anderen Lokalisierungssystemen zu fusionieren.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

  • Unterschiedliche GNSS-Empfänger für verschiedene Use Cases – vom günstigen Einstiegssystem bis hin zum robusten Zwei-Frequenz-Empfänger mit Antenne zur Unterdrückung von Mehrwegeausbreitung
  • Zentimetergenaue Ortung outdoor durch Korrekturdaten aus unterschiedlichen Quellen und mit angepassten Übertragungskanälen
  • Entwicklung im Automotive-Maßstab
  • Erweiterbar mit IMU- und RTK-Lösungen

Aktuell existieren separate Lösungen für die Lokalisierung von Fahrzeugen und Objekten im In- und Outdoor-Bereich. Wir ermöglichen eine sichere Echtzeitverortung von Objekten, indoor sowie outdoor, und vor allem im Übergang. Bertrandt bietet an dieser Stelle eine Lösung, die in beiden Domänen parallel eingesetzt werden kann und auch im Übergang eine konsistente Position im Zentimeterbereich liefert. Für die absolute Positionsbestimmung bei eingeschränkter Verfügbarkeit von satellitengestützten Systemen wird auf den Ultra-Breitband-Funk UWB zurückgegriffen und damit ein GNSS-System ersetzt. Zusätzlich garantiert eine Inertialsensorik eine hohe zeitliche Auflösung. Nach dem Baukastenprinzip wählen wir dabei, individuell auf Ihren Use Case abgestimmt, weitere erforderliche Sensorik.

Ihr Vorteil: Die nötige Infrastruktur hierfür ist besonders klein, günstig und wartungsarm!

  • Modulare Multi-Sensor-Lösung für verschiedene Use Cases
  • Zentimetergenaue Ortung outdoor und indoor
  • Kontinuierliche Ortung ohne Verbindungsabbrüche
  • Einfache Systemintegration
  • Entwicklung im Automotive-Maßstab

Ohne vorherige Information über Position oder Umgebung ist ein System mittels SLAM in der Lage, seine eigene Karte zu generieren und sich in dieser wiederzufinden. Meist wird eine Reihe von Kamera- oder Lidar-Daten verwendet, um nach und nach anhand markanter Punkte die Karte aufzubauen. Hohe Anforderung an Rechenleistung und komplexe Algorithmen sind dabei notwendig. Richtig angewandt bietet SLAM selbst in dichtem, urbanem Raum eine Positionsgenauigkeit von wenigen Zentimetern, bringt aber auch große Herausforderungen in Form von Big Data und der sich stetig verändernden, realen Welt mit sich.

Lassen Sie sich gerne jederzeit von unseren Experten beraten!

Bevor ein System in der Lage ist, aus sich selbst heraus eine Lokalisierung zu ermöglichen, muss es trainiert und konditioniert werden. Dazu braucht es Hilfe von außen. Greift ein autonomes System beispielsweise auf SLAM zurück, benötigt es dazu eine mit sich selbst vergleichbare Karten-Referenz – eine Ground Truth. Um dem Anspruch einer Referenz zu genügen, muss Ground Truth dabei allerdings um einige Faktoren genauer sein.

Soll parallel auch die Position des Systems in dieser hochgenauen Karte bestimmt werden, bedarf es zusätzlich einer Ground Truth der Lokalisierung mit ebenfalls höherer Genauigkeit als der Prüfling. Im Außenbereich kann das beispielsweise durch INS (Inertial Navigation Systems mit GNSS und IMU) und zugehöriger Kartierung im geeigneten Format (Referenzsystem, Koordinatenursprung etc.) realisiert werden.

Für die Generierung einer Ground Truth ist die jeweilige Referenzierungsaufgabe somit genau zu betrachten. Erst dann ist es möglich, das geeignete Messmittel auszuwählen, in die zugehörige Messtechnik oder Auswertelandschaft einzubetten und die Referenzdaten zielgerecht aufzubereiten, um die Ground Truth zu erzeugen.

Bertrandt steht Ihnen dabei in jedem der Teilaspekte des Ground Truth mit Expertise zur Seite.

Ihr Vorteil: Erschließen Sie mit Ground Truth vielfältige Anwendungsbereiche!

  • Expertenbewertung zur Bestimmung einer sinnvollen Ground Truth
  • Modulare HW-Lösungen für verschiedene Use Cases
  • Umsetzung einer spezifischen Ground-Truth-Lösung
  • Unterstützung bei Einbindung der Ground Truth in die Bewertung (Metriken und KPIs)

Für autonomes Fahren ist eine hochauflösende Karte, mit der das Fahrzeug sich selbst lokalisieren und Informationen über die Umgebung gewinnen kann, unerlässlich. Sie dient dabei als gemeinsame Standortreferenz, auch von Fahrzeug- und Infrastruktur-Sensordaten, die in Kombination ein realistisches Abbild der Umwelt liefert. Insbesondere Navigation Data Standard (NDS) ist das am häufigsten verwendete Datenbankformat für Fahrzeugnavigationslösungen und liefert damit auch eine herausragende Kartenbasis für autonom fahrende Fahrzeuge.

Dabei testen unsere Experten nicht nur Kartenkompilate und Gesamtsysteme, sondern sichern diese gleichzeitig ab. Zudem analysieren und bewerten sie Kartenattribute, visualisieren Kartendaten und erstellen Karten entweder mit bestehenden oder mit eigens erzeugten Rohdaten. Darüber hinaus ermöglicht uns die Bertrandt-eigene Zugriffschicht für NDS-Karten, individuell und in kürzester Zeit auf Ihr persönliches Anforderungsprofil einzugehen.

Übrigens: Bertrandt ist als erster und einziger Entwicklungsdienstleister Mitglied im NDS-Konsortium und dank der engen Zusammenarbeit mit den großen Automobilherstellern und einschlägigen Navigationslieferanten immer am Puls der Zeit!

Die Anwendungsbereiche auf einen Blick.

Durch die technologische Zusammenführung und Auswertung der gewonnenen Daten sind neben Autonomie in der Luft, auf der Straße, in Produktionsstätten und auf dem Feld weitaus mehr Anwendungsgebiete denkbar. Neben der reinen Ausgabe der zentimetergenauen Position können unsere Experten auch weitere aufgenommene Daten aggregieren und verarbeiten. Die Auswertung von Fahrzeugdaten zusammen mit ihrer Position ermöglicht beispielsweise die Erstellung von streckenabhängigen Geschwindigkeitsprofilen durch Big-Data-Analysen, Rückschlüsse auf die Straßenqualität oder Anwendungen zur Echtzeit-Mustererkennung bei Staus.

Robotik

Offroad

Asset Tracking

Drohnensteuerung

Autonomes Fahren

Profitieren Sie von unseren ganzheitlichen Lokalisierungslösungen!

Unsere Experten helfen Ihnen gerne weiter!

Egal ob indoor, outdoor oder im Übergang – profitieren Sie von unserem umfassenden Erfahrungswissen in den Bereichen Hardwareintegration, Software und Services für die Lokalisierung und greifen Sie auf unser weitreichendes Funktionswissen für autonome Systeme zurück.

Unsere langjährigen Experten im Bereich Lokalisierung stehen jederzeit für Ihre Fragen zur Verfügung – Kontaktieren Sie uns gerne!

Ihr Ansprechpartner

Jochen Schwenninger

Lead Expert ADAS / AD

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