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ifishman
V2EX  ›  奇思妙想

才提新车,选购导航一体机的时候突然有了一种无 GPS 导航的设想

  •  
  •   ifishman · 2015-10-10 10:45:07 +08:00 · 5684 次点击
    这是一个创建于 2451 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    正如题目所说,想到了一种不依靠 GPS 定位的车载导航系统,主要功能及实现设想:

    1. 初始定位采用手动输入地名确定大致位置(或者结合手机基站定位等等),然后手动选择一个特殊点及车行方向定位
    2. 导航系统与行车电脑连接,获取车行数据(车速,方向盘转向角,行车方向(前进或后退)),然后由导航系统计算后体现在地图上
    3. 自动保存地图上的未知路径以及上次导航结束时的车辆位置以供下次导航使用

    系统的主要障碍:
    1. 行车数据的准确性
    2. 地图的准确性

    基于以上构想,我取名该系统为:向量导航系统

    赶快来批斗我的构想吧
    63 条回复    2019-06-04 23:51:59 +08:00
    wy315700
        1
    wy315700  
       2015-10-10 10:49:19 +08:00
    民用设备精度不行的。。。
    cxe2v
        2
    cxe2v  
       2015-10-10 11:01:50 +08:00
    这不就是飞机上用了半个世纪的惯性导航嘛,这种导航有个很大的问题就是,随着时间推移,误差会越累计越大,
    mskimi
        3
    mskimi  
       2015-10-10 11:05:23 +08:00
    等美国佬的原子惯性导航出来
    msg7086
        4
    msg7086  
       2015-10-10 11:06:05 +08:00
    早就玩烂了的技术。
    首先行车速度就是没法精确获得的。

    嗯?你说计算轮胎滚动的距离?
    首先你要保证轮胎磨损的精确计算和胎压气温的因素。
    然后……别然后了,你上面这条还没解决呢。
    est
        5
    est  
       2015-10-10 11:07:46 +08:00
    @msg7086 大城市还是可以解决的,因为你再怎么转向都会最终在道路上形式。偏差是有的,但是不会差几条街。
    NemoAlex
        6
    NemoAlex  
       2015-10-10 11:07:52 +08:00
    误差感人,不过已经实现了。
    iOS 版的高德地图,在丢失 GPS 信号的情况下会依据惯性来计算车辆位置。这个功能在隧道里和高架下面比较有用。其余时候没什么用。不然好好的 GPS 不用弄这个,不是蛋疼么。
    est
        7
    est  
       2015-10-10 11:09:13 +08:00
    其实你们不要笑,我记得有个安全研究课题就是如何通过一段路程的纯 “车速” 来逆向推断行车路线。很叼的黑科技。真正的大数据特征匹配。
    shyrock
        8
    shyrock  
       2015-10-10 11:15:15 +08:00
    你这个构想公元前就有了。。。搜索司南车。。。
    echo1937
        9
    echo1937  
       2015-10-10 11:15:45 +08:00
    好吧满足你。这叫惯性制导,二战时就出现了,可见于大一普物教材,建议改个名字申请国家经费。
    expkzb
        10
    expkzb  
       2015-10-10 11:17:33 +08:00
    汽车进隧道后不就是这个技术么
    Heavytiger
        11
    Heavytiger  
       2015-10-10 11:21:57 +08:00
    @expkzb 惯性导航?
    est
        12
    est  
       2015-10-10 11:23:13 +08:00
    这这这。。。 v 站各位你们咋一下就想到惯性导航的。。。压根不是一回事好么。


    就怕看了一半帖子就发言的 -_-
    shyrock
        13
    shyrock  
       2015-10-10 11:25:12 +08:00
    @est 确实,这个就是司南车的原理,跟惯性有毛关系
    ifishman
        15
    ifishman  
    OP
       2015-10-10 11:27:15 +08:00
    @msg7086 既然是车载,误差要求肯定不会太高,轮胎磨损导致误差能有多大?

    不过还是感谢各位让我科普了一下惯性导航
    yellowV2ex
        16
    yellowV2ex  
       2015-10-10 11:28:22 +08:00
    话说现在车载导航的软件怎么样了?我上次去巽寮湾,百度导航让我上一个桥,我看车里的,显示我在海上漂浮,今年中才更新的地图。
    至此之后,乖乖的用手机导航。感觉车载导航很鸡肋了,地图不准,更新慢,装不了 app ,不够智能。
    ifishman
        17
    ifishman  
    OP
       2015-10-10 11:31:20 +08:00
    @yellowV2ex 现在安卓系统的车载导航也蛮多的了,即使是传统 CE 系统,也有自动更新地图的服务,例如: sv2321
    yellowV2ex
        18
    yellowV2ex  
       2015-10-10 11:32:50 +08:00
    @ifishman 问题原车带的不好换啊,看了一下很多第三方都是小厂子适配的,不大信得过。我想拆了定做一块架子把 ipad 放上去
    lonelygo
        19
    lonelygo  
       2015-10-10 11:40:17 +08:00
    LZ ,这就是惯性导航啊。
    就是现在的基于 GPS 的导航,当你进了隧道等没有 GPS 信号的地方,你看导航还是显示车在动,该有的提示还是有。
    这就是惯性导航么。
    Kael
        20
    Kael  
       2015-10-10 11:45:27 +08:00
    @ifishman 主要是角度误差,比如你正在往正南方开,而在你之前无数次转向中,现在系统认为你是往正南偏东 0.1 度行驶,那 100 公里以后,导航位置和你实际位置就偏了 170 米,足够你错过很多路口了
    likuku
        21
    likuku  
       2015-10-10 11:52:41 +08:00
    同样想到惯性导航了...但是弹道导弹和飞机的姿态状态比较单纯,容易精确测量。

    地面上汽车的姿态变化太多太复杂,若没有 GPS 卫星什么的“绝对座标”参考,很难精确测量位移吧。
    Kael
        22
    Kael  
       2015-10-10 11:52:57 +08:00
    @ifishman 轮胎磨损好像误差也挺大的,假设轮胎周长 1 米,磨损之后周上变少 1 毫米,就是 0.1%的误差
    那跑 100 公里误差也有 100 米了,相当于你出去郊游一圈回来就已经找不到自己家门了。。
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        23
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       2015-10-10 12:04:25 +08:00 via iPhone
    这些基于矢量计算的东西,时间精度就是最大的敌人
    Cu635
        24
    Cu635  
       2015-10-10 12:21:03 +08:00
    这不就是惯性导航系统么。不是什么新鲜事物。
    Cu635
        25
    Cu635  
       2015-10-10 12:22:50 +08:00
    @yellowV2ex 用 google 地图或者高德地图。你用 baidu 地图导航导错了就是活该。
    dazui
        26
    dazui  
       2015-10-10 12:23:25 +08:00
    民用级的惯性传感器漂移很大,所以先需要找几个大国工匠级别的人物,给你加工一个高精度陀螺仪
    facat
        27
    facat  
       2015-10-10 12:23:39 +08:00 via Android
    有累计误差,最后回偏离很远。
    qian19876025
        28
    qian19876025  
       2015-10-10 12:25:13 +08:00
    @echo1937 毛线 这明明是 黄帝战蚩尤 的 指南车嘛
    yellowV2ex
        29
    yellowV2ex  
       2015-10-10 12:44:45 +08:00
    @Cu635 你看反了,我意思是百度地图很新,刚修的桥都有,相比车载的连路都看不到
    momou
        30
    momou  
       2015-10-10 14:13:18 +08:00
    首先,你得有一个高精度陀螺仪,可我朝根本就没有。。。
    lucky2touch
        31
    lucky2touch  
       2015-10-10 14:17:47 +08:00
    没看明白点在哪?自动驾驶还是导航,导航一般是路径计算吧,这个你同一个路径反复开还需要导航?
    如果说开过一次就可以自动开,难点不在这吧。
    ifishman
        32
    ifishman  
    OP
       2015-10-10 14:27:46 +08:00
    @lucky2touch 这位朋友是没有理解到点上
    lucky2touch
        33
    lucky2touch  
       2015-10-10 14:51:35 +08:00
    @ifishman 说了一堆,亮点在哪?解决定位精度?你上面第三点的使用场景是啥,提个补偿 GPS 的误差估计好点,一来谈个大概念要替换 GPS......
    Cu635
        34
    Cu635  
       2015-10-10 16:15:45 +08:00
    @yellowV2ex 哦,是我先入为主了。我自己以前用 baidu 地图的时候就是这样,地图过老,导航不准,目的地点相对偏移,从此 baidu 一生黑。
    Cu635
        35
    Cu635  
       2015-10-10 16:17:37 +08:00
    @est 看一下 https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%83%AF%E6%80%A7%E5%AF%BC%E8%88%AA%E7%B3%BB%E7%BB%9F 理解惯性导航的最大特点之后就知道怎么回事了。
    yoo
        36
    yoo  
       2015-10-10 16:21:22 +08:00
    Cu635
        37
    Cu635  
       2015-10-10 16:23:44 +08:00
    @likuku 弹道导弹和飞机姿态单纯?

    别忘了,这些都是有 6 个自由度的啊。汽车才几个?

    弹道导弹弹道简单但也是三维的,只不过是个弹道所以说看起来简单而已。
    likuku
        38
    likuku  
       2015-10-10 16:26:02 +08:00
    @Cu635 飞机 /导弹 在空中基本就是走空间最短路线,汽车则不然,受到道路影响太大...
    Cu635
        39
    Cu635  
       2015-10-10 16:50:33 +08:00
    @likuku 在控制上导弹的弹道曲线更难。弹道导弹的弹道曲线是要受地球引力和空气阻力影响的。

    至于飞机,谁告诉你飞机“基本就是走"空间最短路线的?你回去砍死他。

    汽车再受道路影响就是个图论问题,而且道路可以提前规划。

    再从测量和输出角度来讲,汽车只需要定下自己的当前二维坐标(测得不准还可以通过预先储存的道路地图修正)、当前速度矢量、车头指向就行了,而弹道导弹和飞机都要储存自己的当前三维坐标、速度矢量、加速度矢量、自身姿态,输出的话汽车只需要速度控制和方向控制,而弹道导弹和飞机都要速度、航向、偏航和姿态控制,哪个简单?
    qymobile
        40
    qymobile  
       2015-10-10 16:53:44 +08:00
    飞机上用了好多年了……惯导
    xiaoyao9933
        41
    xiaoyao9933  
       2015-10-10 16:57:25 +08:00
    北航的高精度陀螺仪研究的还不错
    Admstor
        42
    Admstor  
       2015-10-10 17:10:54 +08:00
    惯性导航
    理论上是完全没问题的,但是现实中的测量度决定了只能短时间短距离使用
    太长需要重新校正才行...
    9
        43
    9  
       2015-10-10 17:26:44 +08:00
    深深的感觉到, idea 真是不值钱,总有比你聪明还有执行力的人,早早把你的想法实现 n 多次了
    ljbha007
        44
    ljbha007  
       2015-10-10 17:33:30 +08:00
    用个智能手机+ sensor fusion 就可以做
    likuku
        45
    likuku  
       2015-10-10 17:38:53 +08:00
    好吧,不扯这么多虚的了...惯导自动驾驶仪应用在飞机上在二次大战时就已很成熟了,

    地面交通,除去自然因素和本身机械因素,其它各种人为 /人工 影响太多。
    est
        46
    est  
       2015-10-10 18:56:09 +08:00
    @Cu635 晕死。。看到我上面回复没有啊?

    惯性导航

    > 惯性导航系统是一个使用加速计和陀螺仪

    都他妈有车轮了,能很相对而言精确知道速度和转向角度,还他妈需要加速度计和陀螺仪?脱了裤子放屁?

    最怕了解一半不看完 LZ 完整帖子的。
    xfspace
        47
    xfspace  
       2015-10-10 19:01:26 +08:00 via Android
    @NemoAlex 前两年导航仪有了...进了隧洞,惯性向前,然后惯性出了隧洞,还没连上星的话,再次在失星那里惯性向前。。。
    icylogic
        48
    icylogic  
       2015-10-10 19:10:57 +08:00
    大三惯性导航专业课学渣表示这并不是惯性导航,积分都用不到,所以不会累积误差,和时间无关。
    icylogic
        49
    icylogic  
       2015-10-10 19:13:57 +08:00
    @xiaoyao9933 你是说我们院长的光纤陀螺么。。
    shyrock
        50
    shyrock  
       2015-10-10 19:19:14 +08:00
    v2ex 上面居然这么多人把这东西理解为惯性导航。。。这审题能力能考过试?
    zhuang
        51
    zhuang  
       2015-10-10 19:32:51 +08:00
    这个东西不叫惯性导航。

    一般来说从车载系统上取速度大概有两条路:第一条是 obd 接口,不过这玩意的精度在没有 gps 修正的情况下根本没有实用价值;第二条是从 ecu 读取,多数需要一种 vss 线来输出到诊断设备上,稍微先进高档一点的车都是私有接口……然而精度还是不够,这里的精度指的是 ecu 内部的计算精度,和惯性导航一样受时间影响。

    技术之外的问题在于,前两种测速(测距)方式都是建立在轮胎是个完美正圆且不打滑的前提之上的,所以实际应用的精度还会进一步降低。

    相比之下地图都是小问题。
    pi1ot
        52
    pi1ot  
       2015-10-10 19:33:21 +08:00
    这不是惯性导航是什么,不靠陀螺仪靠什么。
    lucky2touch
        53
    lucky2touch  
       2015-10-10 20:46:24 +08:00
    的确不算是惯导,但是个人觉得惯导比这个更具有现实意义。
    算是有过类似研究,解决车辆定位精度的问题,现实的就是机场厂区车辆的管理。 GPS 在廊桥有干扰,会跳变,引入惯导理论上能够解决一部分问题,但是也是有陀螺仪精度的问题,也就是上面讨论的问题。
    除了地磁,蓝牙 beacon 还有没其它方案,可以交流交流,拓宽下脑洞:)
    kooze
        54
    kooze  
       2015-10-10 20:51:45 +08:00
    你说的这个大部分导航仪是具备这个功能的,但是是到了隧道里没有 GPS 信号的地方短时间开启。辅助定位。这个叫做“惯性导航”。作为主要导航是不可靠的不精确的。上面的 v 友也提到了:胎压、轮胎磨损。还有轮胎打滑等等。
    ferran
        55
    ferran  
       2015-10-10 21:07:31 +08:00
    航位推算( dead reckoning )
    whitefable
        56
    whitefable  
       2015-10-10 21:16:05 +08:00
    然而.......主要的还是在测速精度上并不足够吧 0 0
    wgf2008
        57
    wgf2008  
       2015-10-11 09:19:04 +08:00 via iPhone
    买个 4g 版的 ipad 不就可以了
    GentleSadness
        58
    GentleSadness  
       2015-10-11 11:00:07 +08:00
    不太可能,地面波度会出现的误差无法计量,距离一长就没用了

    行车左右移,你确定你算得准吗
    missingbobo
        59
    missingbobo  
       2015-10-11 14:36:14 +08:00
    我买的是有导航的车,但是平时一般还是用的手机导航。
    yuriko
        60
    yuriko  
       2015-10-13 08:00:00 +08:00
    想象一下使用 UDP 进行数据通信的时候,每次传递增量信息,那么在网络足够好的情况下是没问题的
    但是现实问题是,谁都不知道什么时候就丢了两个数据包,所以大家还是会每隔一段时间发一次全局信息来对一下大家的状态。

    所以其实是一回事,民用的车载设备再怎么吊误差也不会多小,想象下丢包率 50%的情况~不用 GPS 校准肯定不现实
    leungzw
        61
    leungzw  
       2015-10-21 08:15:33 +08:00 via Android
    我只有一个问题:在连低端手机都标配 GPS 的年代,为什么不用 GPS ?
    linhua
        62
    linhua  
       2016-02-26 01:19:24 +08:00 via Android
    相对位移定位
    平时用的光学鼠标就是用的这个原理
    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Optical_mouse
    liaoyaoheng
        63
    liaoyaoheng  
       2019-06-04 23:51:59 +08:00 via iPhone
    误差大,行车🚗震动,地图误差,轮胎打滑,会让传感器出现偏差。不适合长距离导航。

    这种定位方法已用于百货商场等室内导航。或公平信号丢失后的临时导航。
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