Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Lane departure warning using low-cost satellite-aided positioning technology on modern highways
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Avåkningsvarnare som använder låg-kostnadssatellit-baserad positioneringsteknologi på moderna motorvägar (Swedish)
Abstract [sv]

I denna rapport utreds satellit-baserad hög-precisions-positionering som en möjlig datakälla för ett avåkningsvarnings-system (“Lane-Departure Warning (LDW)” system) avsett för motorvägar. Positioneringssystemet i fråga använder en mätmetod känd som Real-Time Kinematic Global Navigation Satellite System (RTK-GNSS) som tillhandahåller en noggrannhet på subdecimeternivå. Som del av denna utredning har ett komplett LDW system, som använder dennapositioneringslösning, utvecklats, integrerats och testats i ett fordon. Examensarbetet går igenom dagens LDW system, deras begränsningar, noggrannhet och kraven som ställs på dem. Tester utförs sedan för att säkerställa att satellit-baserad hög-precisionspositionering kan lätta på dessa begränsningar samt uppfylla de ställda kraven. Detta skulle tillåta systemet att ha ett kompletterande syfte som både övervakning och redundans. Examensarbetets innehåll som leder upp till dessa tester presenterar integrationsdetaljer angående all inkluderad hårdvara och mjukvara samt den inverkan dessa har på systemetsprestanda. Specifikt har detta projekt testat latensen av kommunikationskanalerna som krävs av RTK-GNSS och integrerat samt testat två alternativ för att kompensera för denna fördröjning, den enabaserad på sensorer och den andra baserad enbart på positionerings-systemet. Tester har även utförts på ett hög-kostnads system som finns på marknaden idag av samma hög-precisions RTKGNSStyp för att säkerställa att den krävda noggrannheten faktiskt är möjlig med denna mätmetod. Resultaten från detta jämförs sedan med en låg-kostnads lösning som är delvis utvecklad som en del av detta arbete. Jämförelsen är avsedd att bevisa att systemet inte bara fungerar som LDW men även är ekonomiskt försvarbart att integrera i dagens bilar. Det ska dock bemärkas att denna rapport inte kommer att presentera detaljer angående algoritmerna som används i låg-kostnads positioneringen eller modellerna som används för den sensor-baseradelatenskompenseringen. Denna information finns istället att tillgå i open-source RTK bibliotek [6] eller i rapporter inriktade på modellerna i fråga [27]. Användandet av denna typ av positionerings teknologi kräver en hög-precisions karta för att producera LDW-data. Flera alternativ för att införskaffa en sådan karta har undersökts och ett av alternativen baserad på polynom-anpassning är beskriven i detalj och testad i denna rapport. Resultaten av dessa tester verkar lovande i det avsedda motorvägs-fallet. Slutligen diskuteras implikationerna och möjligheterna som frambringas av att introducera högprecisionspositionering till motorvägar samt de kvarstående problem som måste lösas innan systemet kan introduceras till fordonsmarknaden.

Abstract [en]

In this report, high-precision satellite-aided positioning is investigated as a possible data source for a Lane-Departure Warning (LDW) system in a highway scenario. The positioning system inquestion uses a measurement methodology known as Real-Time Kinematic Global Navigation Satellite System (RTK-GNSS) that provides accuracy in the sub-decimeter area. As part of this investigation, a complete LDW system using such a positioning solution has been developed, integrated and tested in a vehicle. The thesis goes through the state of today's LDW systems, their limitations, accuracy and imposed requirements. Tests are then done to ascertain that high-precision satellite-aided positioning can alleviate these limitations while keeping to the imposed requirements, allowing it to function as a complementary system for both supervision and redundancy. The thesis content leading up to these tests present integration details regarding all the included hardware and software components and the influence these have on the required performance. Specifically, this project has tested the latency of the communication channels required for RTKGNSS and integrated and tested two options of compensating for this delay, one based on inertial sensors, the other based solely on the positioning system. Tests have also been performed on a high-cost and high-performance RTK-GNSS solution available on the market today to ascertain that the required accuracy is indeed achievable using this type of measurement methodology. In addition, this accuracy is compared with a low-cost custom-made RTK-GNSS solution in order to prove that the solution not only works as an LDW system but can also be economically defensible to use in production cars today. Note however that this report will not detail the algorithms used for the custom-made RTK-GNSS solution or the models used by the inertial sensor-based latency compensation. Such information can instead be found in open-source RTK libraries [6] or in reports focused on the models in question [27].Using this kind of positioning technology requires a high-precision map in order to produce LDW-appropriate output. Several options for attaining such a map are investigated and one suchoption based on polynomial adaptation is detailed and tested in this report. The results of which are promising in the intended highway scenario. Finally, the implications and possibilities brought forth by introducing high-precision positioningto the highway system is discussed along with the remaining issues that must be solved before the system can be fully introduced to the market.

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Series
MMK 2015:78 MDA 503
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-170802OAI: oai:DiVA.org:kth-170802DiVA: diva2:840152
Available from: 2015-10-13 Created: 2015-07-07 Last updated: 2015-10-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(823 kB)219 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 823 kBChecksum SHA-512
cc524a9f0e10adf68d4509fa00b51663842d1e9675ee8dff62f643cd2b22914db58983794025cbaba120d9c6627a38911f58055730593a7d260f028a755eac26
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 219 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 165 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf