Viikon kuuma uutisointi satelliittipaikannuksen osalta lienee Helsingin Sanomissa ja muuallakin julkaistu tieto tutkimuksesta, jonka mukaan nyt on keksitty uusi laskentatapa saavuttaa merkittävää parannusta GPS-paikannuksen tarkkuudessa. Hesarin mukaan ”Gps-paikannus tarkentuu merkittävästi, ilman sen parempia laitteita kuin meillä jo nyt on älypuhelimissa ja autojen navigointilaitteissa.” Muutaman vuoden päästä tavallisilla laitteilla päästään senttimetriluokan tarkkuuteen.
Jaahas, koska kaikkiin lehtijuttuihin on pakko suhtautua nykyään ylikriittisesti, niin lähdimme tutkailemaan mitä alkuperäisessä julkaisussa on oikeasti kirjoitettu. Pakkohan se oli tehdä myös sen takia, että jo samana päivänä tavallinen kadunmies toisteli tätä uutista suurella vakaumuksella. Sellainen on median voima.
Niinpä selvisi, että Qualcomin insinööri (Chen), Googlen insinööri (Zhao) ja Kalifornian yliopiston (Riverside) professori (Farrell) puuhailevat kaikki muun ohessa itseohjautuvien autojen eli robottiautojen kehityksen parissa. He ovat kaikki taustoiltaan sähköinsinöörejä ja lisäksi erityisosaamista löytyy matematiikan, fysiikan ja softankehityksen aloilta. Näistä taustoista löytyy siis tutkimuksen motiivi, joka on parantaa liikkuvan kohteen GPS/GNSS-paikoitusta.
Kun nyt päästään tuohon liikkuvan kohteen paikoitukseen, niin ”yllättäen” mukaan tulee myös muitakin sensoreita eli vanha tuttavamme IMU (Inertial measurement unit). Se on satelliittinavigoinnista itsenäinen navigointijärjestelmä, jota tarvitaan erityisesti kertomaan mitä sille liikkuvalle kohteelle tapahtuu GPS-signaalien välissä sekä katvealueilla. Yhdistämällä näiden kahden navigointijärjestelmän tiedot saadaan liikkuvan kohteen sijainti paremmin selville tietyllä ajan hetkellä.
Tutkimuksessa käytettiin kuvan mukaista IMU-laitetta, jonka koko on 85 x 60 x 60 mm ja paino 350 g ilman virtalähdettä ja muita välttämättömiä härpäkkeita. Sieluni silmissä tämä ihan tyypillisen kokoinen lajinsa edustaja istuu mukavasti kiinni kännykässäni parantaen sen navigointiominaisuuksia huomattavasti. Autoon se mahtuu toki jo hyvin, mutta laitteen hinta on liian suuri massatuotantoauton komponentiksi.
Kuituoptinen FOG -IMU.
IMUn lisäksi tutkijat kertoivat käyttäneensä satelliittipaikannuksen differentiaalista muotoa eli DGPS:ää. Ihan pelkkä satelliitteista tuleva signaali ei tähän järjestelmään riitäkään, vaan kokeen ehtona oli siis oma tukisasema max. 20 km etäisyydellä liikkuvasta kohteesta. Lähtötietona voitaneen mainita, että tällöin jo satelliittien avulla paikannuksessa voidaan päästä alle 1 m tarkkuuksiin, mutta tarkkuus heikkenee mitä kauemmaksi tukiasemasta mennään. Tukiaseman lähellä kyseessä on siis huomattavasti parempi tarkkuus kuin nykykännykällä tai käsi-GPS-laitteella saavutetaan.
Niin – näiden laitteiden lisäksi se loppu onkin sitten laskentaa jonka arviointia emme ole tehneet. Se on muuten tehty ihan pöytäkoneella, joten se kännykän laskentateho taitaa edelleenkin loppua kesken.
Lopputuloksena on paikannettu liikkuvan kohteen absoluuttista sijaintia muutaman sentin tarkkuudella. Tosin liikkuvan kohteen liikerataa ja sijaintia (ground truth) ei ole varmistettu toisella, tarkemmalla mittausmenetelmällä vaan ainoastaan laskennallisesti. Tämä on sitä samaa peruskauraa mitä me teemme mobiiililaserskannauksen prosessoinnissa, mutta me kontrolloimme mittauksen.
Mitä tällaisesta tutkimuksesta jää käteen? Sen voi todeta heti ensimmäiseksi, että käytettyjen komponenttien kehitys ei ole niin nopeavauhtista, jotta kyseisen tarkkuusluokan sensorit sopisivat parin vuoden sisällä kännykkään. Autojen kohdalla tilanne riippuu puolestaan kyseisten komponettien hintojen kehityksestä.
Meille jäi kuitenkin epäselväksi, saavutettiinko tässä tutkimuksessa oikeasti tuo kuviteltu tarkkuus? Termien sekoittaminen, epäselvä ja epätarkka tehdyn työn kuvaus jättää tilanteen varsin avoimeksi. On myös varsin erikoista, että tutkimuksessa kerrotaan osin saman tutkimusryhmän päässeen 6 cm absoluuttiseen tarkkuuteen jo vuonna 2000 julkaistussa tutkimuksessa, mutta miksi tuon työn tuloksia ei näy missään kaupallisessa sovelluksessa? Sotilaspuolellakin tällainen tarkkuus otettaisiin ilolla vastaan.
Erityisesti Google-yhteyksien takia luulisi Googlen robottiautojen paikannuksen olevan jo supertarkkaa, mutta käytännössä tutkimusryhmä on jo vuosien ajan kertonut aihepiiriin liittyvistä ongelmistaan. Käytännössä he haluaisivat tieinfraan asennettavan navigointia auttavia sensoreita. Jos nämä Googlen ilmeisesti rahoittamat tutkijat ovat oikeassa – halvoilla komponenteilla saadaan tarkkaa paikannusdataa – niin miksi Googlen auto ei pysy edes tiellä pelkän GPS-IMU-paikannuksen avulla?
Summa summarum: terve kriittisyys on aina paikallaan tarkasteltaessa nykytutkimuksen tuotteita.
