Gps är inte allt

Att kunna navigera säkert utan stöd från det globala positioneringssystemet gps är livsnödvändigt såväl för stridsflygplan som för fredliga flygfarkoster på räddningsuppdrag. Zoran Sjanic har en lösning.

Gps systemet är väl utbyggt och i de flesta fall kan vi orientera oss väl med hjälp av alla de satelliter som hänger över våra huvuden. Men gps har sina begränsningar, det kontrolleras av USA, är relativt lätt att störa ut och har man inte fri sikt till fyra satelliter är det inte heller mycket att lita på.

För att vara på den säkra sidan, speciellt om det skulle hetta till säkerhetspolitiskt, behöver såväl piloter som obemannade flygfarkoster kunna hålla koll på sin exakta position - utan stöd av gps. Det gäller i hög grad även när obemannade farkoster ska användas för exempelvis fjällräddningsuppdrag.

Kombinerar sensorer

Zoran Sjanic har i sitt avhandlingsarbete hittat en lösning. Han använder en kombination av olika sensorer, dels tröghetssensorer, som består av accelerometrar och gyron och som alltså mäter acceleration och orientering i rummet, och dels bildalstrande sensorer, i första hand optiska kameror och radar.
Zoran SjanicFoto: Monica Westman

– Med information från både tröghetssensorerna och bilderna går det snabbt att beräkna positionen, men det blir aldrig exakt, lite avdrift får man alltid, säger Zoran Sjanic.

Här kan man förbättra resultatet med olika metoder, exempelvis genom optimering, vilket är den metod Zoran Sjanic i huvudsak valt.

– Jag arbetar med en metod där man samlar in historiska data hur flygfarkosten har rört sig över marken och får fram en flygbana, ett spår utefter vilket farkosten rört sig. När man har stora mängder data hittar man olika strukturer i optimeringsproblemet som det gäller att dra nytta av för att snabba upp beräkningarna.

Metoden kallas SLAM

Har man väl sensorer på plats som känner av omgivningen kan man också passa på att bygga upp en karta. Metoden kallas SLAM, Simultaneous Localisation and Mapping. Den kartan jämförs med en vanlig karta över området. Även det ökar precisionen.

En tredje metod som även den ökar precisionen är att arbeta med så kallad loop closure, där datorn känner igen att här har vi varit förut. Då har planet ytterligare en säker punkt att utgå från.

– Den metoden är kanske inte så användbar för ett stridsflygplan men däremot effektiv när en robot ska orientera sig inomhus, säger Zoran Sjanic.

I avhandlingen har han beskrivit även andra möjligheter att förbättra precisionen, men det finns naturligtvis också miljöer som är svårare än andra. En kuststräcka eller en stad är förhållandevis enkel att orientera sig i, en havsyta eller ett ökenlandskap är svårare.

– Precisionen ökar naturligtvis ju mer information som finns i bilderna, konstaterar han.

Excellenscentrum Link-Sic

Zoran Sjanic har drivit sin forskning inom ramen för det Vinnova-finansierade excellenscentrumet Link-Sic, som industridoktorand på Avdelningen för reglerteknik, Institutionen för systemteknik. Efter disputationen i höstas är han nu åter på Saab på heltid för att i en förstudie se hur stor del av materialet i avhandlingen som kan överföras till praktisk tillämpning som stöd till Gripens piloter.

- I en avancerad situation är det enorma mängder information piloten ska ta in, det är en fördel att avlasta piloten allt det som kan skötas automatiskt, säger han.



Forskare