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Development of a robotic mobile mapping system by vision-aided inertial navigation / Fadi Atef Bayoud (2006)
Titre : Development of a robotic mobile mapping system by vision-aided inertial navigation : a geomatics approach Type de document : Monographie Auteurs : Fadi Atef Bayoud, Auteur Editeur : Zurich : Schweizerischen Geodatischen Kommission / Commission Géodésique Suisse Année de publication : 2006 Collection : Geodätisch-Geophysikalische Arbeiten in der Schweiz, ISSN 0257-1722 num. 71 Importance : 157 p. Format : 21 x 30 cm ISBN/ISSN/EAN : 978-3-908440-14-7 Note générale : Bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Acquisition d'image(s) et de donnée(s)
[Termes IGN] cartographie et localisation simultanées
[Termes IGN] cartographie numérique
[Termes IGN] centrale inertielle
[Termes IGN] chambre DTC
[Termes IGN] étalonnage de chambre métrique
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] méthode des moindres carrés
[Termes IGN] navigation inertielle
[Termes IGN] navigation terrestre
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] position
[Termes IGN] robotique
[Termes IGN] système de numérisation mobileIndex. décimale : 35.10 Acquisition d'images Résumé : (Auteur) [...] Dans cette thèse, un système de cartographie par navigation inertielle assistée par imagerie fut développé pour des zones où les signaux satellitaires sont hors de portée, par exemple : à l'intérieur de bâtiments, dans des tunnels, des canyons urbains, des forêts, etc... Dans ce cadre, une méthodologie sur l'intégration de capteurs inertiels et vidéo fut présentée, analysée et testée lorsque la seule information disponible au départ est un ensemble de points connus en coordonnées (sans disponibilité de signaux satellitaires), en utilisant la méthode de la localisation et de la cartographie simultanées (SLAM). Cet acronyme est utilisé dans le domaine de la robotique pour décrire la problématique de la cartographie de l'environnement en utilisant cette carte pour déterminer (ou tout au moins aider à déterminer) la position de la plateforme cartographique.
En outre, un lien entre les communautés de la géomatique et de la robotique fut établi tout en soulignant les similarités et les différences avec lesquelles les dites communautés traitent le problème de la cartographie et de la navigation. En dépit de nombreuses divergences, leur but est unique : le développement d'un système de navigation et de cartographie qui n'est pas limité par des contraintes imposées par les capteurs utilisés. Traditionnellement, l'implémentation du SLAM en robotique terrestre implique l'utilisation de scanners laser pour localiser un robot dans un environnement construit, et pour cartographier cet environnement en même temps. Cependant, le SLAM de la robotique n'est pas réalisable en extérieur avec les seuls scanners laser, en raison de la complexité de cet environnement et de l'absence d'éléments géométriques simples. Dans la communauté de la robotique, l'utilisation de l'imagerie, intégrée avec des capteurs inertiels, a récemment connu un regain d'intérêt. Ces méthodes visuelles reposent sur (au moins un) appareil photo numérique ou une caméra vidéo, et utilisent un seul filtre de Kalman dont le vecteur d'état contient les coordonnées de la carte et du robot. Ce concept introduit une forte non-linéarité et complique le filtre, qui doit être exécuté à une fréquence élevée (plus de 20 Hz) avec des modèles de navigation et de carte simplifiés.
Dans cette étude, le SLAM est implémenté selon la stratégie de l'ingénierie géomatique. Deux filtres sont déployés en parallèle : l'ajustement par moindres carrés pour la détermination des coordonnées des éléments d'intérêt, et le filtre de Kalman pour la navigation. Pour ce faire, on introduit un système de cartographie mobile (indépendant de GPS) qui emploie deux caméras CCD (distantes de 1 m) et une plateforme inertielle. Du point de vue conceptuel, les résultats d'un relèvement photogrammétrique à l'issue d'un ajustement par moindres carrés (position et orientation) sont utilisés comme mesures externes du filtre de Kalman. Les position et orientation filtrées sont ensuite utilisées dans une intersection stéréoscopique compensée pour cartographier les éléments environnants qui sont utilisés comme points de contrôle pour le relèvement à la prochaine époque. De cette manière, le filtre de Kalman est uniquement dédié à la navigation, avec un vecteur d'état contenant les corrections des paramètres de navigation. Ainsi, la localisation et la cartographie peuvent être mises à jour à des fréquences moindres (1 à 2 Hz) et reposer sur une modélisation plus aboutie.
Les résultats obtenus démontrent que cette méthode est exploitable sans subir les limitations liées à la qualité des images et au nombre d'éléments utilisés. Bien que la simulation montre la possibilité de déterminer (en fonction de la géométrie de l'image) les coordonnées d'éléments d'intérêt avec une précision de 5 à 10 cm pour des objets distants d'au plus 10 m, en pratique, cela n'est pas réalisé avec le matériel et la technique de mesure pixellaire employés. La précision de la navigation dépend aussi bien de la qualité des images que du nombre et de la précision des points utilisés dans le relèvement. Plus de 25 points sont nécessaires pour atteindre une précision centimétrique par relèvement, et ils doivent être choisis dans une zone de 10 m autour des caméras ; sinon, les résultats du relèvement auront une précision insuffisante et l'intégration ultérieure se détériorera rapidement. Les conditions initiales surtout affectent significativement les performances du SLAM ; ces sont les méthodes d'initialisation de la plateforme inertielle et les hypothèses sur la distribution des erreurs. La géométrie du système aura en outre une conséquence sur les applications possibles.
Pour conclure, le développement a consisté en la définition d'un cadre mathématique, de méthodes d'implémentation et d'algorithmes concernant une technologie d'intégration novatrice entre des capteurs inertiels et vidéo. Les principaux défis résidèrent dans l'implémentation et la validation du logiciel développé. Ce dernier peut être considéré comme le précurseur d'une nouvelle catégorie : il fut écrit à l'aide d'un code totalement original, sans recours à des modules préexistants. Finalement, la réalisation de simulations et de tests pratiques a conduit à l'émission de conclusions liminaires et de recommandations.Note de contenu : CH 1 - Introduction
11 - Problem statement
12 - Geomatics and Robotics - The First Link
13 - Navigation and Mapping System in Geomatics
14 - Navigation and Mapping Systems in Robotics
15 - Geomatics and Robotics - The Second Link
16 - Behaviours, Sensors and Application Thèmes
17 - Photogrammetry Alone Solving SLAM
18 - Work Contribution
19 - Work Outline
CH 2 - Close-Range Photogrammetry Solving SLAM
21 - Introduction
22 - Définition of Photogrammetry
23 - Mathematical Model in Photogrammetry
24 - Resection
25 - Intersection
26 - Solving SLAM Trajectory by Photogrammetry
CH 3 - Choice of Mapping Instrumentation
31 -The Focal Length "c"
32 - The Stéréo-Base "b"
33 - Charged Couple Device Caméra
34 - Frame Grabber
35 - Caméra Calibration
36 - Bundie Least-Squares Adjustment with Self-Calibration
CH 4 - Strapdown Inertial System Supporting SLAM
41 - Introduction
42 - Inertial Navigation System Concept
43 - Mechanisation Equations for thé Strapdown INS
44 - Dynamic Modelling of System Errors
45 - Kalman Filter as an Estimation Method
46 - The IMU in this work
CH 5 - Intégration Methodology and System Calibration
51 - Intégration Methodology
52 - Kalman Filter External Measurements
53 - System Calibration
54 - Angle Transformation
55 - Boresight Estimation
56 - Leverarm Estimation
57 - Leverarm and Boresight Numerical Détermination
CH 6 - Numerical Application
61 - Indoor Test - Control of Concept
62 - Outdoor Test - Control of Resection and Boresight
63 - Outdoor Test of SLAM
CH 7 - Summary, Conclusions and Recommendations
71 - Summary
72 - Conclusions
73 - RecommendationsNuméro de notice : 15260 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Monographie En ligne : https://www.sgc.ethz.ch/sgc-volumes/sgk-71.pdf Format de la ressource électronique : URL Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=55114 Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15260-01 35.10 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible 15260-02 35.10 Livre Centre de documentation En réserve M-103 Disponible
Titre : Fine analysis of lever arm effects in moving gravimetry Type de document : Article/Communication Auteurs : Bertrand de Saint-Jean , Auteur ; Jérome Verdun , Auteur ; Henri Duquenne (1948-2010) , Auteur ; Jean-Pierre Barriot, Auteur ; Stavros A. Melachroinos, Auteur ; José Cali, Auteur Editeur : Berlin, Heidelberg, Vienne, New York, ... : Springer Année de publication : 2006 Collection : International Association of Geodesy Symposia, ISSN 0939-9585 num. 130 Conférence : IAG 2005, IAG Symposium IAG conference Dynamic Planet - Monitoring and Understanding a Dynamic Planet with Geodetic and Oceanographic Tools 22/08/2005 26/08/2005 Cairns Australie Proceedings Springer Importance : pp 809 - 816 Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Géodésie physique
[Termes IGN] accéléromètre
[Termes IGN] analyse de sensibilité
[Termes IGN] gravimètre
[Termes IGN] précision du positionnementRésumé : (auteur) A moving inertial gravimetric system is now being developed, consisting of three high precision accelerometers measuring accelerations along three non-parallel axes. The system has been designed to make high resolution gravity measurements on motor vehicles, ships or aircraft at mGal level of precision. Position, velocity and attitude of the platform, needed for computing acceleration corrections, are provided by a 4-antenna GPS system rigidly mounted on the platform with a sampling rate of 1 or 2 Hz. Because acceleration and GPS measurements are not made at the same point, the signals derived from the accelerometers have to be corrected for lever arm effect. To this end, we derived the complete relationship connecting accelerometer and GPS measurements. The correction for the lever arm effect requires the computation of seven acceleration terms. The amplitude of the lever arm effect depends not only on the lever arm length, but also on the platform attitude. Our own findings based on both simulations and real measurements suggest that some of the seven lever arm terms have to be considered to reach a few mGals precision for gravity. We present a reliable method to assess the precision that can be achieved for lever arm effect determination given the precision of attitude and lever arm measurements. Numéro de notice : C2005-046 Affiliation des auteurs : LAREG+Ext (1991-2011) Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Communication nature-HAL : ComAvecCL&ActesPubliésIntl DOI : 10.1007/978-3-540-49350-1_115 En ligne : https://doi.org/10.1007/978-3-540-49350-1_115 Format de la ressource électronique : URL article Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=102735 Reliability of direct georeferencing: An overview of the current approaches and possibilities / Jan Skaloud (2006)
Titre : Reliability of direct georeferencing: An overview of the current approaches and possibilities : Final report on phase 1 Type de document : Rapport Auteurs : Jan Skaloud, Auteur Editeur : Dublin : European Spatial Data Research EuroSDR Année de publication : 2006 Collection : EuroSDR official publication, ISSN 0257-0505 num. 51 Importance : pp 143 - 148 Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] capteur spatial
[Termes IGN] centrale inertielle
[Termes IGN] contrôle qualité
[Termes IGN] données GNSS
[Termes IGN] étalonnage de capteur (imagerie)
[Termes IGN] filtre de Kalman
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] orientation du capteur intégrée
[Termes IGN] Receiver Autonomous Integrity MonitoringRésumé : (auteur) After some initial hesitations, the direct georeferencing (DG) of airborne sensors by GPS/INS is now a widely accepted approach in the airborne mapping industry. Implementing DG not only speeds up the mapping process and thus increases the productivity, but also opens the door to new monitoring applications. Although the system manufactures tend to claim that DG is a well established technique and no longer a research topic, the technology users often encounter pitfalls due to undetected sensor behavior, varying data quality and consistency. One could almost claim that the reliability of DG is the Achilles’ heel of this otherwise revolutionary approach in civil airborne mapping. EuroSDR has recognized this problem and would like to address it in several phases. First phase of this effort are some preliminary investigations, charting the current situation and making suggestions for further research. The investigations are divided into the following technology fields: GNSS, inertial sensors and estimation methods, integrity and communication, calibration and integrated sensor orientation. Each field describes the current situation with respect to DG and discusses additional existing possibilities. These do not claim to be complete or exhaustive; however, they claim to address the essential features, methods and processes, the combination of which could increase the reliability of DG substantially without setting large side penalties. Numéro de notice : H2006-002 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Chapître / contribution En ligne : http://www.eurosdr.net/publications/official-publication-no-51-2006 Format de la ressource électronique : URL bulletin Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93668 Documents numériques
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Reliability of Direct Georeferencing... - pdf auteurAdobe Acrobat PDF Reliability of direct georeferencing: A case study on practical problems and solutions / Klaus Legat (2006)
Titre : Reliability of direct georeferencing: A case study on practical problems and solutions : Final report on phase 2 Type de document : Rapport Auteurs : Klaus Legat, Auteur ; Jan Skaloud, Auteur ; Ronald Schmidt, Auteur Editeur : Dublin : European Spatial Data Research EuroSDR Année de publication : 2006 Collection : EuroSDR official publication, ISSN 0257-0505 num. 51 Importance : pp 169 - 188 Format : 21 x 30 cm Note générale : bibliographie Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Photogrammétrie numérique
[Termes IGN] centrale inertielle
[Termes IGN] correction des altitudes
[Termes IGN] étalonnage
[Termes IGN] géoréférencement direct
[Termes IGN] GPS-INS
[Termes IGN] ligne de visée
[Termes IGN] orientation du capteur
[Termes IGN] source d'erreur
[Termes IGN] système de numérisation mobile
[Termes IGN] traitement de donnéesRésumé : (auteur) This report studies a practical problem related to the use of GPS/INS technology for sensor direct georeferencing. It is a case study of a specific, yet typical, situation where the performance of a GPS/INS was pronounced unsatisfactory for orientation of an airborne sensor. However, it was in fact not the poor quality of the navigation data but rather numerous disregards occurring in the flight execution and data treatment that have led to this wrong conclusion. The presented analysis reveals the errors committed at different stages of data treatment and quantifies their impact on the sensor exterior orientation. It also explains the remedies employed to mitigate their impact. The recommended procedures are drafted in a summary. Numéro de notice : H2006-003 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : IMAGERIE Nature : Chapître / contribution En ligne : http://www.eurosdr.net/publications/official-publication-no-51-2006 Format de la ressource électronique : URL bulletin Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=93670 Documents numériques
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Reliability of Direct Georeferencing... - pdf auteurAdobe Acrobat PDF To locate a phone or PDA: GNSS/UMTS prototype for mass-market applications / G. Heinrichs in GPS world, vol 17 n° 1 (January 2006)
[article]
Titre : To locate a phone or PDA: GNSS/UMTS prototype for mass-market applications Type de document : Article/Communication Auteurs : G. Heinrichs, Auteur ; J. Winkel, Auteur ; et al., Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : pp 20 - 27 Langues : Anglais (eng) Descripteur : [Vedettes matières IGN] Navigation et positionnement
[Termes IGN] Galileo
[Termes IGN] géonavigateur
[Termes IGN] navigation
[Termes IGN] PDA
[Termes IGN] positionnement en intérieur
[Termes IGN] positionnement par GNSS
[Termes IGN] signal Galileo
[Termes IGN] signal GPS
[Termes IGN] télécommunication sans fil
[Termes IGN] téléphonie mobileRésumé : (Auteur) An important market step for Galileo will be timely availability of hybrid Galileo/GPS receivers in combination with wireless communications network positioning capabilities for consumer applications. The GAWAIN project has investigated these advanced receiver concepts, and this article presents initial ideas regarding an integrated GNSS/UMTS receiver architecture to meet the important requirements of seamless indoor/outdoor navigation. Copyright Questex Media Group Inc Numéro de notice : A2006-009 Affiliation des auteurs : non IGN Thématique : POSITIONNEMENT Nature : Article DOI : sans Permalink : https://documentation.ensg.eu/index.php?lvl=notice_display&id=27736
in GPS world > vol 17 n° 1 (January 2006) . - pp 20 - 27[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 067-06011 RAB Revue Centre de documentation En réserve L003 Disponible Alptransit Saint-Gothard : les exigences imposées aux travaux topographiques sur le tronçon de Sedrun / Adrian Ryf in XYZ, n° 105 (décembre 2005 - février 2006)PermalinkCalibration of a 3-accelerometer inertial gravimetry system for moving gravimetry / Bertrand de Saint-Jean in Newton's bulletin, n° 3 (December 2005)PermalinkMap-aided GPS navigation: linking vehicles and maps to support location-based services / S. Syed in GPS world, vol 16 n° 11 (November 2005)PermalinkAccurate INS/DGPS positioning using INS data de-noising and autoregressive (AR) modeling of inertial sensor errors / S. Nassar in Geomatica, vol 59 n° 3 (September 2005)PermalinkTechnique de lever par véhicule équipé de récepteurs GPS et d'une station totale / Hervé Gontran in XYZ, n° 103 (juin - août 2005)PermalinkUnstuck in traffic / M. Whitford in GPS world, vol 16 n° 6 (June 2005)PermalinkContinuous navigation: combining GPS with sensor-based dead reckoning / G.Z. Bronsen in GPS world, vol 16 n° 4 (April 2005)PermalinkGéo évènement 2005 / Anonyme in Géomatique expert, n° 43 (01/04/2005)PermalinkOn improving navigation accuracy of GPS/INS systems / Dorota A. Grejner-Brzezinska in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 71 n° 4 (April 2005)PermalinkApports des techniques de filtrage non linéaire pour la navigation avec les systèmes de navigation inertiels et le GPS / A. Giremus (2005)PermalinkLa géolocalisation / R. Gillet (2005)PermalinkRedefining the paradigm of modern mobile mapping: an automated high-precision road centerline mapping system / Charles K. Toth in Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, PERS, vol 70 n° 6 (June 2004)PermalinkMobile tourism information system: directions in the palm of your hand / A. Almer in Geoinformatics, vol 7 n° 3 (01/04/2004)PermalinkPosition via Internet: SISNeT catches GPS in urban canyons / F. Toran in GPS world, vol 15 n° 4 (April 2004)PermalinkCartographie aéronautique embarquée / J. Carbonnel (2004)PermalinkPermalinkJamming protection of GPS receivers: part 1 receiver enhancements / S. Rounds in GPS world, vol 15 n° 1 (January 2004)PermalinkMise en place d'une chaîne d'acquisition permettant des mesures accélérométriques / F. Daniel (2004)PermalinkUn SIG qui pulvérise les chenilles / Anonyme in Géomatique expert, n° 31 (01/01/2004)PermalinkL'offre cartographique et GPS à destination du grand public / Anonyme in Géomatique expert, n° 29 (01/11/2003)Permalink