Určování trajektorie z akcelerometrického měření

• Foto

Ekonomická omezení kupodivu nepředstavují primární překážku pro růst dopravy a pro rozvoj dopravní infrastruktury. Růst hrubého domácího produktu je ve většině zemí vykazován jako pozitivní ukazatel, přičemž energeticky náročná doprava a stavebně náročné budování dopravní infrastruktury k tomuto růstu podstatně přispívají. Na druhé straně ale stabilní poptávka po surovinách v rozvinutých zemích a prudce rostoucí poptávka v rozvíjejících se ekonomikách spolu s klesajícími zdroji způsobují výrazný a setrvalý růst jejich cen – především ropy, jako hlavního energetického zdroje pro dopravu. Je pravděpodobné, že tento tlak nakonec převáží a promítne se do omezování dopravy příslušným ekonomickým mechanizmem.

Obdobně lze dovozovat, že ani konstrukční náročnost dopravní infrastruktury nefunguje jako okamžitý limit rozvoje dopravy, ale bude to spíše nedostatek surovinových zdrojů a prostorová omezení, která budou mít za následek přesměrování zdrojů do „měkkých“ technologií, méně náročných na zdroje. Stále častěji se hovoří o dopravně - telematických aplikacích, které by mohly umožnit intenzivnější využití současné dopravní sítě při menší náročnosti ve srovnání s extenzivním rozvojem sítě. Všeobecně se předpokládá, že telematika
zajistí vyšší bezpečnost provozu, umožní plynulou dopravu s vyloučením dopravních kongescí a sekundárně sníží spotřebu pohonných hmot.

Bez pokročilých satelitních technologií určování polohy (nejznámějším příkladem je GPS, budoucím příslibem pak systém Galileo) se přitom žádná z aplikací tohoto druhu téměř jistě neobejde. Kromě satelitních měření se zde významně uplatňují akcelerometrická měření digitálními akcelerometry a inerciální měřicí systémy založené na gyroskopických měřeních. Současné použití více typů měření vede k nutnosti jejich integrace, což jsme ověřili při testovací jízdě v červenci roku 2009 na brněnském Masarykově okruhu.

VYUŽITÍ AKCELEROMETRU
V současnosti jsou snadno dostupné senzory akcelerace s digitálním výstupem, jejichž parametry se liší zejména v rozsahu měřitelného zrychlení (2–20 g), přesnosti (8–16bitové), linearitě a počtu nezávislých čidel (jedno- až trojosé).

Výhody měření pohybu vozidla pomocí akcelerometru jsou zřejmé:

• měření není závislé na vnějších podmínkách (viditelnosti satelitů),
• akcelerometrické senzory jsou ve srovnání s přijímači GPS velmi levné,
• frekvence měření může být o několik řádů vyšší.

Velmi vhodný je tento typ měření pro verifikaci mikroskopických modelů dopravního proudu OAM (Optimal Acceleration Model), kde můžeme přímo určovat vztah zrychlení, vnějších podmínek a parametrů vozidla. Určování zrychlení pomocí měření GPS je složitější a dosahuje nižší úrovně přesnosti.

Tento článek v nezkrácené podobě naleznete ve formátu PDF ZDE.

Determining trajectory from accelerometric measurement
It is assumed generally that telematics shall assure higher operational safety, enable continuous traffic excluding traffic congestions and secondarily, it shall decrease the fuel consumption. Without advance satellite technology for determining position (the well-known example is GPS, for future it shall be the promised Galileo system) no application of this type can do without this for sure. Apart from satellite measurements, the accelerometric measurement may be applied significantly here using digital accelerometers and inertial measurement systems based on gyroscopic measurements. Current use of more types of measurements shall lead to the need of their integration which has been verified during the test ride in July 2009 on the Masaryk circuit in Brno. This article describes details, results and conclusion of the measurements.

Autoři

• Doc. RNDr. Macur Jiří Csc.
• doc. Mgr. Apeltauer Tomáš Ph.D.
• Ing. Holcner Petr Ph.D
• Ing. Bureš Jiří Ph.D.