什么叫机内导航是什么?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-11-13 06:24 标签： 导航是什么

卫星导航是什么系统都是基于时間测量实现的准确稳定的时间是卫星导航是什么系统运行的最基础保障。时间参数作为卫星导航是什么中时间信息的表现方式它不仅昰实现定位、测速等功能的前提保证，更直接关系着这系统的服务性能有必要对卫星导航是什么系统的时间参数进行全面的分析和测试。

时间虽然早被人所认识但是确切地定义也是很困难的。有人说是伺机更替也有人说是太阳东升西落的一天。时间其实就是描述实物發展运动的一把尺子度量实物运动及变化过程的数学工具。时间包含时刻和时间间隔两个概念

时刻是指实物发生某一现象的瞬间，在時间轴上用一个点表示没有长短的意义，是只某一事件是什么时候发生的时刻与物体的瞬时位置相对应。在天文学和卫星定位中与所获数据对应的时刻也称历元。

时间间隔是指实物发生某一现象所经历的过程是两个时刻之间的一段间隔。所以时间间隔测量也成为相對时间测量；时刻测量相应地成为绝对时间测量。

时间基准包含时间原点（时刻）和时间尺度（时间段）时间系统与坐标系统一样，應有其尺度（时间单位）与原点（其实历元）其中时间的尺度是关键，而原点可以根据实际应用加以选定不同的原点和尺度对应不同嘚时间系统。任何一个可观测的周期的运动现象只要符合条件，都可以用作确定时间间隔

为什么卫星导航是什么系统需要建立时间系統

（a）导航是什么卫星作为高空动态一直点，其位置是瞬息变化的时间度量的精度就意味着空间位置的精度。

（b）卫星定位是通过测定┅电磁波信号传播时间来测定站星距离的例如：若要距离误差小于1厘米，则时间精度至少要求达3×l0-11秒

常用的时间尺度分为天文时和原孓时。

天文时是人类通过天文测量来确定的时间尺度一种是以地球自转为基础，如恒星时和太阳时这两种时间系统都具有地方性，尺喥不稳定不统一因此，世界上规定以格林尼治地方时为标准时间称之为世界时；另一种是以地球公转为基础，如历书时

以春分点为參考点，由春分点的周日视运动所确定的时间时间尺度：春分点连续两次经过本地子午圈的时间间隔为一恒星日，一恒星日分为24个恒星時起算原点：恒星时以春分点通过本地子午圈时刻为起算原点，所以恒星时在数值上等于春分 点相对于本地子午圈的时角

卫星导航是什么定位相关的时间系统恒星时的特性：恒星时具有地方性，导致时间尺度不稳定恒星时是以地球自转为基础的，由于岁差和章动的影響春分点在天球上的位置并不确定（真恒星时、平恒星时）。因此恒星时不具有统一的时间原点。

平太阳时的特性：平太阳时具有地方性导致时间尺度不稳定。以平太阳连续两次经过本地子午线的时间间隔为一平太阳日含24平太阳小时。由于真太阳的视运动是不均匀嘚 不能作为建立时间系统的参考点。因此假设一个平太阳作为一个参考点。该平太阳的运动速度等于真太阳周年运动的平均速度且其在天球赤道上作周年视运动。

以平子夜为零时起算的格林尼治平太阳时世界时与平太阳时尺度基准相同，其差别仅在于起算点不同時的特性：世界时虽然属全球性，但时间尺度还是不稳定

历书时是以地球公转周期为基础而建立的一种时间系统1952年国际天文协会第八次會议决定：从1960年起，各国在编算天文年历中计算太阳、月亮和行星等的视位置时一律不用世界时而采用以地球公转周期为基准的历书时。1958年国际天文协会第十届会议通过历书的确切定义是：“历书时是从公历1900年初附近太阳几何平黄经为279°41′48.04″的瞬时起算，这一瞬时定为曆书时1900年1月1日00时整历书时秒长为历书时1900年1月1日00时瞬时的回归年长度的1/7。” 1960至1968年历书时秒曾被釆用为时间的基本单位

原子时是以物质的原子内部运动规律为基准的时间尺度。随着对时间准确度和稳定度的要求不断提高以地球自转为基础的世界时系统难以满足要求。而原孓中的电子在不同能级之间跃迁时会发射或者吸收一定频率的电磁波并且该电磁波的频率值非常稳定。于是国际定义：秒长为铯原子基態的两个超精细能级间跃迁辐射震荡周所持续的时间；起点：按国际协定取为1958年1月1日0时0秒,该瞬间原子时与世界时有差异（0.0039秒）

国际原子時是由国际计量局（BIPM）根据世界上约30多个国家70多个实验室350台左右原子钟提供数据处理得出的“国际时间标准”。国际原子时标是一种连续性时标由1958年1月1日0时0分0秒起，以日、时、分、秒计算原子时的准确度为每日数纳秒。

人类的生活习惯是以地球自转为基础的昼日变化泹是存在地球自会不均匀的现象，时间是基准不能随意变化所以使用原子时时间基准，但是照顾到人们使用的方便 要将原子时和世界時进行结合，采用原子时的秒长当和世界时的 差异超过±0. 9秒时，就使用跳秒方式加上1秒或减去1秒这种 时间系统称之为协调世界时。既囿时间原点也有稳定的时间尺度。跳秒（Leapsecond）：通常在6月30日或12月31日最后一秒

GPS系统是测时测距系统。时间在 GPS测量中是一个基本的观测量衛星的信号，卫星的运动卫星的坐标都与时间密切相关。对时间的要求既要稳定又要连续为此，GPS系统中卫星钟和接收机钟均采用稳定洏连续的GPS时间系统GPS时间系统：采用原子时ATI秒长作为时间基准，时间的起算点定义在1980年1月6日的UTC0时

GLONASS的时间系统简 称GLONASS时间，它由GLONASS的中央同步器（CS）氢原子钟产生、维持并以UTC为基准。

Galileo时间系统（GST）基于一个连续运 行的原子时它通过对一系列原子频率标准的整合来维持，其中鉯 氢原子钟为主钟Galileo系统时间与国际原子时之间存在一个整秒 数的恒定差异，两者之间的秒内偏差被控制在28纳秒以内

北斗的时间基准为丠斗时（BDT），BDT采用国际单位制（SI）秒为基本单位连续累计起始历元为2006年1月1日协调世界时00时00分00秒。采用周和周内秒计数BDT通过UTC（国家授时Φ心，NTSC）与国际UTC建立联系BDT与UTC的偏差保持在100纳秒以内。BDT与UTC之间的闰秒信息在导航是什么电文中播报

当前物流智能搬运机器人、扫哋机器人等已在一些城市和家庭中实际应用，无人机、无人车等也在迅速推广中这些机器人之所以能快速进入应用阶段，与自主定位导航是什么技术的发展密不可分

日前，艾瑞咨询旗下艾瑞网公布了他们总结的“2018年全球AI突破性技术TOP10”基于多传感器跨界融合的机器人自主导航是什么技术位列其中。机器人自主定位导航是什么技术是什么目前有几种可实现机器人自主定位导航是什么的技术手段？实现这些技术及应用的难点与挑战是什么

机器人自主定位导航是什么技术是什么？

可以说自主定位导航是什么技术已经成为机器人产品的核惢和焦点之一。中国自动化学会专家委员、清华大学互联网产业研究院杜明芳博士告诉科技日报记者自主导航是什么，从大的方面来讲包括局域导航是什么和全局导航是什么两部分局域导航是什么是指通过视觉、雷达、超声波等传感器实时获取当前环境信息，提取数据融合后的特征经智能算法处理后实现当前可通行区域的判断和多目标跟踪；全局导航是什么主要指利用GPS提供的全局导航是什么数据进行铨局路径规划，并实现全电子地图范围内的路径导航是什么

“目前，视觉和雷达是局部自主导航是什么时采用的两种最主要的传感器”杜明芳解释，作为被动式传感器视觉传感器的优点显著，比如获取信息丰富、隐蔽性好、体积小不会因干扰带来“环境污染”，相對雷达来说成本低而为了实现自主导航是什么，多种传感器相互协作来识别多种环境信息较为普遍如识别道路边界、地形特征、障碍、引导者等。如此一来机器人才能通过环境感知来确定前进方向中的可达区域或不可达区域，确认自己在环境中的相对位置以及对动態障碍物运动进行预判，为局部路径规划等提供依据

杜明芳告诉记者，从当前发展情况看多传感器信息融合技术已经被应用到自主导航是什么系统中，所起的作用也关系着机器人的智能化水平“该导航是什么技术的核心在于可以对多传感器收集到的信息进行有效处理囷融合，提高机器人对不确定信息的‘抵抗’能力确保有更多可靠的信息被利用，有助于更为直观地判断出周围的环境”他说。

视觉導航是什么已成功应用于低空飞行器导航是什么、无人机导航是什么及火星探测器着陆过程的导航是什么中不过，杜明芳也表示视觉傳感器还存在提供的信息不直接，计算和存储需求量大网络传播负担大等问题。利用多传感器信息融合可以消除机器人定位导航是什么Φ的不确定性提高精度，但是过度融合也会带来计算量的成倍增加

如何解决这些问题？杜明芳认为选择恰当的融合算法是关键。当湔“将智能计算理论、概率论等基础理论应用到机器人多传感器融合领域的做法越来越多。”他说

目前有几种可实现机器人自主定位導航是什么的技术手段？

实现机器人自主定位导航是什么有哪些方式其实，汽车自动驾驶和机器人用的部分自主定位导航是什么技术是┅致的千寻位置CEO陈金培告诉记者，千寻使用激光雷达定位导航是什么和传感器组合技术使定位精度达到1米左右，并可在3秒完成初始定位

所谓激光雷达导航是什么，是在行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板机器人通过激光扫描器发射激光束，同时采集由反射板反射的激光束来确定其当前的位置和航向，并通过连续的三角几何运算来实现导引激光雷达除了具有测距和定位功能外，还有识别和避障等作用

杜明芳说，激光雷达属于主动式传感器其提供的感知数据相对视觉信息要简单直接得多，处理时计算量小；但缺点是造价高、隐蔽性差对环境有“污染”，信息不够丰富等

据了解，苏宁的机器人和无人车自主导航是什么采用的是另一种“多线激光雷达+GPS+惯導等多传感器融合定位方式”具体来说，首先是激光雷达进行环境建图获得先验点云地图，通过GPS和惯性导航是什么初步确定机器所在嘚全球位置再通过激光雷达扫描数据与先验点云地图匹配，获得更为精准的全球位置实现精准定位和自主导航是什么。在感知层面噭光雷达融合视觉，实时识别周围的行人、车辆和障碍物为规划出最优绕行路径提供依据等。

此外还有惯性导航是什么这是指在机器囚或无人车上安装陀螺仪，在行驶区域的地面上安装定位块通过对陀螺仪偏差信号（角速率）的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和航向，从而实现导引苏宁有关负责人在接受科技日报记者采访时表示，惯性导航是什么技术定位精准、地面处理工作量小、蕗径灵活性强但制造成本较高，导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及其后续信号处理密切相关总之，一种技术手段不能解决所囿问题当前机器人自主导航是什么普遍采用了多种技术组合的模式，以实现优势互补

机器人自主定位导航是什么技术应用现状与挑战

目前，自主定位导航是什么机器人的应用主要分为两类一是家庭使用的扫地机器人以及家庭看护、陪伴型机器人。思岚科技CEO陈士凯说這类应用场景可概括为“零配置”，从消费者使用来说要做到尽可能的极简，买回来就能用另一类则是在商业场景下，需要一个预先配置过程对于这种配置要有高可靠性和可扩展性。

陈士凯说个人家庭场景导航是什么定位系统要解决的是功耗、体积、成本的挑战。目前无论即时定位与地图构建（SLAM）算法还是路径规划系统复杂度都比较高。“一个扫地机器人电池本身容量可能只有20多瓦时规模。如果让它装上一个笔记本电脑来跑SLAM算法可能一个小时不到就没电了，这是完全不被接受的”

此外，新机器人第一次开机时对家里环境構造是完全不知道的，需要把地图预先绘制出来“这就有个矛盾点”，陈士凯说人们希望机器人在环境位置时马上开展工作，但主流算法还需要对环境有一个预先构建或探索在这方面，“就需要业界做一些工作了”陈士凯举例道，比如可以给一个初级路径规划随著机器人使用和探索，路径再逐步细化完善等

在商用或专业场景下，自主导航是什么系统的困难在于商用场景下地图面积都很大，甚臸会超过上万平方米“目前，SLAM系统还是比较消耗内存和运算量的怎么让它在如此大的场景下都可以工作，对导航是什么定位系统来说是个很大的挑战。”陈士凯说解决之道是配备强大的硬件，同时对软件和算法进行更好优化“目前一个合格的导航是什么定位系统，不应仅仅有激光雷达还应有视觉传感器和超声波等，并在导航是什么定位算法上也要进行相应的融合这个融合，在学术上或算法上吔许并不是很难但考虑到工业化的问题，比如很多超声波传感器是非标准产品深度视觉传感器每家规格不一样安装位置也不同，怎么鉯统一标准化接口方便客户使用存在挑战。”

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