ENGINEERINGNET.BE - Voor applicaties voor spoorwegvoertuigen zoals een omroepinstallatie of monitoring van fouten in het treinspoor is positie-informatie nodig. Omdat deze vaak door GPS-signalen wordt aangeleverd, is deze misschien niet altijd beschikbaar.
In dit project hebben Televic en Flanders Make een goedkoop en nauwkeurig positie-indicatiesysteem ontwikkeld dat op een voor het spoor gecertificeerd platform werkt en een schatting van de voertuigpositie geeft met een foutenmarge van 5 meter wanneer het GPS-signaal gedurende 2 minuten wegvalt.
GPS-positionering levert een goede oplossing wanneer er een voldoende aantal ongehinderde satellietsignalen beschikbaar is. Doorgaans zijn minimaal vier signalen nodig om een correcte positie-indicatie te kunnen geven.
Wanneer de GPS-ontvangst wegvalt, bijvoorbeeld door tunnels, valleien, enz., wordt het gebruik van ‘dead reckoning’ (DR of gegist bestek) noodzakelijk. Bij gebruik van DR wordt de actuele positie van het voertuig berekend op basis van de kennis van de vorige positie en andere beschikbare hoeveelheden zoals versnellingen, snelheden, hoeksnelheid.
Deze fysische grootheden zijn permanent beschikbaar omdat ze binnen in het raamwerk gemeten worden, doorgaans door een systeem genaamd ‘Inertial Measurement Unit’ (IMU - apparaat voor meting van traagheid).
Binnen het kader van het Mechatronics 4.0 vis-traject hebben Flanders Make en Televic Rail nu een DR-algoritme ontwikkeld waarmee GPS-data, de door een IMU gemeten acceleratie- en rotatiesnelheid en gegevens vanuit een snelheidsradar gefuseerd kunnen worden.
Het ontwikkelde algoritme kan ook de verschillende bemonsteringsfrequenties aan waarbinnen deze signalen beschikbaar (binnen een bereik van 1 Hz tot 1 kHz). Om de gegevens te fuseren, werd voor Kalmanfiltering gekozen.
Op basis van experimentele gegevens verkregen op de testterreinen in Lommel met een met de nodige instrumentatie uitgerust voertuig werd aangetoond dat het ontwikkelde systeem een positioneringsfout van minder dan 5 meter haalt, zelfs wanneer de GPS-gegevens gedurende 2 minuten wegvallen.
Televic Rail werkt momenteel aan de implementatie van het ontwikkelde algoritme op een door de spoorwegen gecertificeerd ingebouwd platform.
