第139章 G-Explorer：废土机器狗（6 / 14）
“如果让一头长途远征的猎犬从家门口就一跑到底，它还没到猎场就累死了。”
江临坐在图纸前，用铅笔划掉了全步行远征的幼稚想法。
在长达数十公里的漫长长途旅行阶段，它將作为一个死重量，被稳稳地綑扎在电动越野摩托车的后货架拖掛车或低位携行架上。
由摩托车那个经过重度改装的高能电池组作为主力动力源，拖曳著它以五十公里的时速在相对平整的废弃公路段完成超长距离的战术抵近。
这种轮足协同的能源使用策略，虽然在转场时显得有些繁琐，无法展现出某种科幻电影里一跑到底的瀟洒，但在真实废土上，这是唯一能兼顾长续航与高通过性的手段。
接下来是导航系统。
这是一个在废土上足以让任何现实世界高级架构师发疯的子系统。
现实世界里，定位导航高度可以依赖分布在近地轨道上的gps或北斗导航卫星星座。
只要能收到四颗以上的卫星信號，rtk高精度差分定位就能提供厘米级的绝对坐標。
同时，城市里到处都是由基站发出的5g网络信號和清晰的室內无线电信標。
但在这里，导航的每一米，都需要机器用身体去硬生生丈量。
江临为g-explorer构建了一套带有浓厚復古科幻色彩的四重冗余无源导航架构。
第一重，是捷联式惯性导航。
利用两块光纤陀螺仪作为高频位姿估计的核心。
惯导能够提供毫秒级的相对运动速度和角度变换，但在连续行走几公里后，其累积的数学积分误差会像滚雪球一样越来越大，导致位置彻底漂移到千米之外。
为了按住惯导的漂移，江临引入了第二重防线。
视觉里程计。
利用机身前部和两侧的三组防爆双目相机，高频捕捉周围岩石、枯树和废墟断面的特徵点。
通过计算特徵点在前后两帧图像中的相对运动矩阵，去反向修正惯导的累积误差。
但这套系统在漫天沙尘暴，能见度极低或者经过毫无光学特徵的纯粹流沙区域时，会因为特徵点丟失而瞬间致盲。
所以必须有第三重，磁力计与废土磁异常匹配导航。
废土的地磁异常，在现实世界里是工程师避之不及的地磁干扰，但在江临眼里，这是一张不可篡改的地图。
在过去的几年远足中，他骑著摩托车走过许多地方，利用机载总线默默记录了上万个坐標点上的地磁强度、三轴分量和梯度特徵，在工作站里拼凑出了一幅粗糙的《局部磁异常基准地图》。
g-explorer在行走时，机身中部的磁通门磁力计会实时测量当前地点的磁力特徵，並在后台与这张资料库进行模式匹配，从而给出一个大致的绝对位置校准点。
最后一重，是江临的终极王牌。
低空天体自主导航模块。
当机器在夜间或者尘埃稀薄的白天执行脱离探查任务时，位於机身顶部的一个带有微型伺服云台的高倍率长焦星空相机，会自动拨开防护罩，指向天空。
它寻找星表中天球坐標已知的高亮恆星。
配合高稳晶振维持的本地时基、机体姿態解算和球面三角方程，反推出机器在废土球体上的绝对地理经纬度。
四套系统，在底层通信总线上用ekf做高频状態估计，后台用因子图做低频全局校正紧紧融合在一起。 ↑返回顶部↑
江临坐在图纸前，用铅笔划掉了全步行远征的幼稚想法。
在长达数十公里的漫长长途旅行阶段，它將作为一个死重量，被稳稳地綑扎在电动越野摩托车的后货架拖掛车或低位携行架上。
由摩托车那个经过重度改装的高能电池组作为主力动力源，拖曳著它以五十公里的时速在相对平整的废弃公路段完成超长距离的战术抵近。
这种轮足协同的能源使用策略，虽然在转场时显得有些繁琐，无法展现出某种科幻电影里一跑到底的瀟洒，但在真实废土上，这是唯一能兼顾长续航与高通过性的手段。
接下来是导航系统。
这是一个在废土上足以让任何现实世界高级架构师发疯的子系统。
现实世界里，定位导航高度可以依赖分布在近地轨道上的gps或北斗导航卫星星座。
只要能收到四颗以上的卫星信號，rtk高精度差分定位就能提供厘米级的绝对坐標。
同时，城市里到处都是由基站发出的5g网络信號和清晰的室內无线电信標。
但在这里，导航的每一米，都需要机器用身体去硬生生丈量。
江临为g-explorer构建了一套带有浓厚復古科幻色彩的四重冗余无源导航架构。
第一重，是捷联式惯性导航。
利用两块光纤陀螺仪作为高频位姿估计的核心。
惯导能够提供毫秒级的相对运动速度和角度变换，但在连续行走几公里后，其累积的数学积分误差会像滚雪球一样越来越大，导致位置彻底漂移到千米之外。
为了按住惯导的漂移，江临引入了第二重防线。
视觉里程计。
利用机身前部和两侧的三组防爆双目相机，高频捕捉周围岩石、枯树和废墟断面的特徵点。
通过计算特徵点在前后两帧图像中的相对运动矩阵，去反向修正惯导的累积误差。
但这套系统在漫天沙尘暴，能见度极低或者经过毫无光学特徵的纯粹流沙区域时，会因为特徵点丟失而瞬间致盲。
所以必须有第三重，磁力计与废土磁异常匹配导航。
废土的地磁异常，在现实世界里是工程师避之不及的地磁干扰，但在江临眼里，这是一张不可篡改的地图。
在过去的几年远足中，他骑著摩托车走过许多地方，利用机载总线默默记录了上万个坐標点上的地磁强度、三轴分量和梯度特徵，在工作站里拼凑出了一幅粗糙的《局部磁异常基准地图》。
g-explorer在行走时，机身中部的磁通门磁力计会实时测量当前地点的磁力特徵，並在后台与这张资料库进行模式匹配，从而给出一个大致的绝对位置校准点。
最后一重，是江临的终极王牌。
低空天体自主导航模块。
当机器在夜间或者尘埃稀薄的白天执行脱离探查任务时，位於机身顶部的一个带有微型伺服云台的高倍率长焦星空相机，会自动拨开防护罩，指向天空。
它寻找星表中天球坐標已知的高亮恆星。
配合高稳晶振维持的本地时基、机体姿態解算和球面三角方程，反推出机器在废土球体上的绝对地理经纬度。
四套系统，在底层通信总线上用ekf做高频状態估计，后台用因子图做低频全局校正紧紧融合在一起。 ↑返回顶部↑