Utilization of GPS simulation as part of testing the tractor's guidance system

Abstract

Reaaliaika simuloinnit ovat yhä merkittävämpi osa liikkuvien koneiden kehitystä. Reaaliaika simuloinnit mahdollistavat ohjelmiston testaamisen virtuaalisten prototyyppien avulla ja näin ollen tarve koneen todelliselle prototyypille siirtyy lähemmäksi kehitysprosessin loppua. Simuloinnit tarjoavat nopeaa ja luotettavaa palautetta ohjelmiston toimivuudesta ja ovat siksi relevantti lisäys liikkuvien koneiden kehitysprosessiin. Tutkielman tavoitteena oli löytää ratkaisuja tutkimuskysymykseen: miten GPS-simulaatio integroidaan osaksi traktorin Guidance-järjestelmän testausta? Vastauksia etsittiin kirjallisuuskatsauksen ja empiirisen tutkimuksen avulla. Kirjallisuuskatsaus tarjoaa tietoa tutkielmassa käytetyistä käsitteistä ja erilaisia ratkaisuja GPS-simulaatioihin. Empiirinen tutkimus toteutettiin design science research metodologia hyödyntäen, implementoimalla GPS-simulaatiomalli reaaliaika traktorisimulaattoriin. Tulokset esitellään vertailemalla GPS-simulaation vaikutuksia käyttäen kaavioita ja kuvioita. Kuvioihin ja kaavioihin tieto saatiin keräämällä reaaliaikasimulaation dataa. Tulokset tarjoavat yksinkertaisen tavan toteuttaa GPS-simulaatio osaksi traktorisimulaatiota. Kirjallisuuskatsauksen tuloksena listattiin erilaisia GPS-järjestelmälle tyypillisiä virhetilanteita. Esitetyssä GPS-simulaatiossa ei kuitenkaan huomioitu kaikkia yleisiä GPS-paikannusvirheitä, jotka on listattu tuloksissa. GPS-simulaatiota ei pystytty tämän tutkimuksen puitteissa yhdistämään Guidance-järjestelmään, joten simulaation toimivuutta tarkoitettuun käyttötarkoitukseen ei voitu vahvistaa. Seuraavassa tutkimuksessa tulisi ottaa huomioon kaikki GPS-järjestelmän tyypillisimmät virhetilanteet, jotta simulaatiosta saadaan mahdollisimman realistinen. GPS-simulaatiota on mahdollista myös verrata oikean GPS-vastaanottimen tarjoamaan dataan, ja varmistaa toimivuus tällä tavalla.

Real-time simulations are becoming significant part of moving machine development. Real-time simulations enable testing machines software with virtual prototypes and therefore the need for real prototype of the machine is moving closer to the end of the development process. Simulations provide fast and reliable feedback of the software thus are found to be relevant addition to machine development process. The target of the thesis was to find solutions for research question: how is GPS simulation integrated as part of testing the tractor’s guidance system? Answers were searched through literature review and the empirical research. Literature review provides knowledge of the concepts used throughout the thesis and some solutions for the GPS simulation. Empirical research was done by implementing GPS simulation model into tractor real-time simulation. After the implementation of the GPS simulation data of the GPS was collected in the front-end of the real-time simulation. Results of the empirical research are presented by comparing the effects of the GPS simulation using data collected. Results provide a simple way to implement GPS simulation into tractor simulation. The GPS simulation presented on the results lacks some of the common GPS positioning errors. The GPS simulation provided was not able to be connected to the guidance controller in the given time frame of the study. Therefore, it was not possible to verify the functionality of the simulation for intended purposes. In future research the functionality of the GPS simulation can be verified by comparing its data to a real GPS receivers’ data. In future all common GPS errors should be added to the GPS simulation to increase the reliability of the simulation.