ارائه یک روش مقاوم به خطای رانش برای تخمین موقعیت با حسگر واحد اندازه‌گیری اینرسی بر اساس فیلتر کالمن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز

2 مهندسی مکانیک - تبریز

3 استاد دانشگاه تبریز

چکیده

تخمین موقعیت یک چالش کلیدی در بسیاری از کاربردها است که معمولاً از حسگرهای واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) برای این منظور استفاده می‌شود. انتگرال‌گیری از شتاب تجربی اندازه‌گیری‌شده توسط IMUها، ممکن است منجر به سیگنالی شود که با گذشت زمان از مرتبه دو رشد می‌کند. این اثر در فرآیند تخمین موقعیت، رانش یا دریفت نام دارد. خطای رانش، در اندازه‌گیری حرکت‌های متناوب بدنی مانند راه‌رفتن یا لرزش دست نیز ایجاد می‌شود. در این مقاله، یک رویکرد نوآورانه را در جهت رفع این خطا برمبنای فیلتر سنتی و خطی کالمن پیشنهاد می‌دهیم. این ایده بر پایة دخالت دادن ضمنی فرض تناوب حرکت در معادلات سینماتیک و به‌کارگیری بسط فوریه است که منجر به مقاوم‌تر شدن تخمین موقعیت در برابر رانش می‌شود. با شبیه‌سازی عملکرد روش پیشنهادی بر روی سیگنال‌های تناوبی و نیز سیگنال تجربی که از لرزش دست اخذ شده است، درستی روش پیشنهادی را ارزیابی می‌نماییم. نتایج نشان می‌دهند که این روش بدون هزینه محاسباتی اضافی، در مقابل رانش مقاوم بوده و از نظر سازگاری در مقایسه با روش سنتی فیلتر کالمن عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات