Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden (NTNU) araştırmacılar, kentlerdeki GPS kusurlarını düzelterek santimetre seviyesinde doğruluk sağlayan yeni bir navigasyon sistemi geliştirdi.
ScienceDaily’nin haberine nazaran SmartNav ismi verilen sistemin, bilhassa şoförsüz araç teknolojileri için değerli bir ilerleme olduğu belirtiliyor.
SmartNav, uydu düzeltme datalarını, radyo dalgası tahlillerini ve Google’ın 3 boyutlu bina modellerini birleştirerek çalışıyor.
Bu sayede, yüksek binaların uydu sinyallerini bozduğu ve “kentsel kanyon” olarak isimlendirilen bölgelerdeki pozisyon belirleme sıkıntılarının üstesinden geliniyor.
NTNU doktora araştırmacısı Ardeshir Mohamadi, “Şehirler, uydu navigasyonu için şiddetli yerler” dedi.
Cam ve beton yüzeylerin GPS sinyallerini yansıtarak gecikmelere ve pozisyon kusurlarına yol açtığını belirten Mohamadi, “Açık bir otoyolda kusursuz çalışan sistem, kent merkezine girdiğinizde tıpkı performansı göstermez” diye konuştu.
Kentsel ortamlarda GPS sinyalleri, alıcıya ulaşmadan evvel binalardan tekraren yansıyabiliyor. Bu ise, aygıtın gerçek pozisyonu yanlışsız bir halde hesaplamasını zorlaştırıyor ve kullanıcının sanal pozisyonunu birkaç metre kaydırabiliyor.
Bu kusur hissesinin otonom araçlar için kabul edilemez olduğunu vurgulayan Mohamadi, “Sürücüsüz araçlarda bu fark, inançlı ve kararlı bir sürüşle, tereddütlü ve inançsız bir davranış ortasındaki çizgiyi belirliyor. Bu yüzden SmartNav’ı, ‘kentsel kanyonlar’ için özel olarak tasarlanmış bir konumlama teknolojisi olarak geliştirdik” tabirlerini kullandı.
Ekip, uydu düzeltme hizmetlerini ve yeni hesaplama algoritmalarını birleştiren bir yazılım oluşturarak ağır kent ortamlarında bile hassas konumlamayı mümkün kıldı.
ÇOK KATMANLI TEKNOLOJİ
SmartNav’ın yüksek hassasiyeti, birden fazla teknolojinin entegrasyonuna dayanıyor. Klasik GPS sistemleri, uydulardan gelen kodlanmış sinyalleri kullanıyor lakin bu kodlar kentlerde kolay kolay bozulabiliyor.
Araştırmacılar, bu formül yerine sinyalin alıcıya ulaştığı andaki hareketini tahlil eden “taşıyıcı faz” metodunu kullandı.
Taşıyıcı faz tahlili yüksek doğruluk sunsa da çoklukla alıcının birkaç dakika hareketsiz kalmasını gerektiriyor. SmartNav, bu sorunu farklı düzeltme sistemlerinden gelen bilgileri birleştirerek aşıyor.
Bu sistemler ortasında, uydu sinyallerini düzeltmek için mahallî baz istasyonlarını kullanan Gerçek Vakitli Kinematik (RTK) usulü de bulunuyor.
Fakat NTNU grubu, konseyimi değerli ve kapsama alanı hudutlu olan bu ağlar yerine, Avrupa’nın Galileo uyduları takviyeli PPP-RTK (Hassas Nokta Konumlama-Gerçek Vakitli Kinematik) hizmetinden yararlandı.
Bu hizmet, düzeltme bilgilerini fiyatsız olarak yayınlayarak kullanıcı maliyetlerini kayda paha ölçüde düşürüyor.
GOOGLE’IN ÜÇ BOYUTLU DATALARI DOĞRULUĞU ARTIRIYOR
NTNU takımının çalışması, Google’ın dünya genelinde yaklaşık 4 bin kenti kapsayan 3 boyutlu kent modeli hizmetiyle destekleniyor.
Bu modeller, uydu sinyallerinin binalar ortasında nasıl yansıyacağını kestirim ederek sistemin doğruluğunu artırıyor.
Veriler sayesinde SmartNav, GPS uygulamalarının kullanıcıları sık sık caddenin yanlış tarafında göstermesine neden olan sinyal bozulmalarını düzeltebiliyor.
Mohamadi, “Google; sensörlerden, Wi-Fi ağlarından, taşınabilir şebekelerden ve 3 boyutlu bina modellerinden aldığı dataları birleştirerek yansıma yanlışlarına güçlü, akıcı pozisyon kestirimleri oluşturuyor” bilgisini paylaştı.
TESTLERDE 10 SANTİMETRE HASSASİYET
Norveç’in Trondheim kentinde yapılan saha testlerinde SmartNav, yüzde 90 oranında 10 santimetre içinde pozisyon doğruluğu sağladı.
Araştırmacılara nazaran bu hassasiyet, kent içi GPS navigasyonunu hem muteber hem de ekonomik hale getiriyor.
Mohamadi, “PPP-RTK kullanımı, sık baz istasyonu ağlarına ve kıymetli aboneliklere olan gereksinimi azaltıyor. Bu sayede teknoloji, ucuz ve yaygın alıcılarla kullanılabilir hale geliyor” diye ekledi.
Araştırma grubu, SmartNav’ın kamuya açık uydu düzeltmeleri, dalga tahlili ve ticari harita datalarını birleştiren yaklaşımının, hem otonom araçlar hem de günlük akıllı telefon kullanıcıları için kent navigasyonunu kökten değiştirebileceği görüşünde.
