Increases GPS Accuracy with RTKLib & Raspberry PI ตอนที่ 1

ผมมีโอกาสได้นั่งค้นหาข้อมูล เพื่อให้คำปรึกษาโปรเจคหนึ่ง โดยเขามีความต้องการพัฒนาระบบ Precision agriculture (PA)  โดยเริ่มต้นต้องการระบบนำร่องสำหรับ รถแทรกเตอร์แบบไร้คนขับ ที่ควบคุมด้วย A.I. โจทย์ความยากคือ ความถูกต้องเชิงตำแหน่ง(X,Y) ที่แน่นอนว่าถ้าใช้ GPS ปกติจุดเดี่ยว ความถูกต้องดีที่สุดก็ระดับ 5-10 เมตร ไม่เพียงพอ แต่ถ้าใช้ GPS ที่ความละเอียดสูงก็ต้องใช้ ต้นทุนและเงินค่าอุปกรณ์ที่สูงมาก  เรื่องนี้น่าสนใจเพราะ เชื่อว่าน่าจะเป็นปัญหาที่ใครหลายคนเจอ ผมเองมีโอกาสได้ ศึกษาและ review ตัว solution ไว้หลายงาน เลยอยากเอามาแชร์

MULTISPET-01

โจทย์พยายามปรับปรุง พิกัด GPS ให้ลงมาระดับ เซนติเมตร ทางเลือกที่นิยมใช้กันมากคือ RTK ซึ่งทำให้ผมไปค้นเจอเทคนิคแบบ low cost ที่นักพัฒนาฝรั่งหลายเจ้าใช้ นั้นคือการทำการวัดในโหมด  RTK(Real time kinematic)  ซึ่งทำให้ได้ความถูกต้องระดับเซนติเมตร สิ่งส่งเสริมให้เกิดขึ้นได้ในปัจจุบัน มี 2 ส่วน

ส่วนแรกคือซอฟท์แวร์การคำนวณประมวลผลปรับแก้พิกัด ซึ่ง RTKLib ของ Tomoji Takasu ได้พัฒนาออกมา 7 ปีและปล่อยเป็น Opensource ทำให้เกิดการต่อยอดและมีการนำไปใช้ต่อ วงกว้าง โดยเฉพาะงานลักษณะนี้ กลุ่ม Drone และ Robotic ในสหรัฐ ยุโรป ญุี่ปุ่นนำไปพัฒนาต่อเยอะ ทั้งด้านคุณภาพและเทคนิค เวอร์ชั่นล่าสุดไปไกลกว่าเมื่อ 5 ปีที่แล้วที่ผมใช้เยอะเลย

5-9-2017 6-56-07 PM

ส่วนสอง คือ ตัวซิฟ GPS ที่กลายเป็นว่ามีคุณภาพดีและราคาถูก แถมรองรับการทำงานในโหมด RTK(Real time kinematic) ผมจะมาแนะนำมี 3 เจ้าที่นิยมและมีการใช้เยอะ ในกลุ่ม Drone เช่น

  1. RasPiGNSS :
    ตัวนี้ของเยอรมันพัฒนา GPS Chip กับบอร์ดขยาย ให้รองรับการทำงานกับ RTK โดยเฉพาะการส่งข้อมูลบน RTCM Protocol และเรื่องคุณภาพของ antennaRasPiandGNSS_002_opt
  2.   Ubox  NEO-M8P GNSS :
    Ubox เป็นเจ้าใหญ่ด้านนี้ ปี 2016 ได้ upgrade ตัวซิฟล่าสุดที่รองรับการทำงานบน High-precision GNSS RTK  mode เพื่อปรับปรุงคุณภาพของค่าพิกัดที่วัดได้ ตรงนี้เขาทำจริงจังมาก มีทีมวิจัยและมีการทดลองทำ RTK Network ด้วย Ubox NeoM8P เพื่อหาค่าความถูกต้องเชิงตำแหน่ง และการกระบวนการปรับปรุงค่า ปัจจุบันทำลงไปถึงระดับ 20-50 เซนติเมตรแล้ว มีโอกาสจะมา review ให้อ่านต่อไป

u-bloxSlideDeck-NEO-M8P-W

3. Reach
เจ้านี้พัฒนามาเรื่อยๆ เขาทำชิฟ Ubox และ antenna มาปรับให้เข้ากับ บอร์ดประมวลผล RTKLIB และ Lib พิเศษในการรับส่งข้อมูลสำหรับ Base station และ Rover ซึ่งได้รับความนิยมมากพอควรกลุ่ม Drone mapping และ Navigation ในหุ่นยนต์ แถมบริษัทได้ทำ RTKLIB เวอร์ชั่นที่รันบน Web Application และรองรับการทำงานโหมด WIFI ด้วย

20150501060652-Reach_TopAndBottom

ที่กล่าวมาราคาเฉลี่ยของ ซิฟ และตัวรับสัญญาณ ตกราคาไม่เกิน 500$ ซึ่งทุกเจ้าได้ทดสอบและ custom ให้ทำงานร่วมกับ RTKLIB ซึ่งตอนนี้กลายเป็น solution ที่ถูกนำมาใช้พัฒนาคุณภาพระบบระบุพิกัดด้วยดาวเทียม GNSS บนความถูกต้องระดับ เซนติเมตร

rtklib-rpi-plot-rtkvsingle20150430042747-Reach_Static_comparison

ตอนที่ 2 มาดูตัวอย่างโปรเจค การทำงานจริง RTKLIB กับ Raspberry PI กันต่อครับ

อ้างอิง

http://gpsworld.com/u-blox-brings-gnss-rtk-precision-to-the-mass-market/

http://www.rtklib.com/rtklib.htm

http://drfasching.com/products/gnss/raspignss/

https://emlid.com/reach/

Advertisements

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s

สร้างเว็บไซต์หรือบล็อกฟรีที่ WordPress.com.

Up ↑

%d bloggers like this: