تلفیق سامانه ناوبری اینرسی با سیستم ناوبری تصویری در بستر سختافزار در حلقه برای یک پهپاد بال ثابت
نویسندگان
1 دانشیار مهندسی هوافضا-دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی، تهران، ایران
2 دانشجوی دکتری هوافضا-دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
doi
10.22044/jsfm.2022.11229.3472چکیده
هدف از این مقاله ارائه روش نوین در ناوبری تلفیقی اینرسی با استفاده از تصویر بهمنظور افزایش دقت توأم با حفظ قابلیت اطمینان و عدم واگرایی میباشد. حال بهمنظور تخمین پارامترهای ناوبری شامل سرعت، موقعیت و وضعیت (جهتگیری) از روش فیلتر کالمن گسسته استفادهشده است. در این روش از دادههای واحد اندازهگیری اینرسی (IMU) متشکل از سه شتاب سنج و سه ژایروسکوپ بهعنوان مدل سیستم ناوبری و تصویر بهعنوان اندازهگیری استفادهشده است. بدین ترتیب برای استفاده از تصویر، ابتدا با روش تطبیق تصویر با رویکرد "سیفت" که به معنای استفاده از ویژگیهای تغییرناپذیر با مقیاس تصویر است، مؤلفههای موقعیت صفحهای پرنده استخراج میشود. در این راستا بهمنظور ارزیابی عملکرد و کارایی کلی سیستم و بر طرف کردن چالش هایی مانند تأخیر زمانی ارتباطات، انتخاب فرکانس کاری مناسب، اثر حجم محاسباتی پردازش تصویر و تلفیق روی میکروکنترلر نهایی، بهصورت زمان حقیقی از بستر سختافزار در حلقه استفادهشده است. نتایج پیادهسازی سختافزار در حلقه نشان میدهد باوجود داشتن اندازهگیری تصویر در فرکانس خروجی نهچندان زیاد، رویکرد مذکور میتواند دقت مناسبی برای تخمین پارامترهای ناوبری پهپاد داشته باشد. این روش میتواند با حفظ دقت و هزینه، جایگزین مناسبی برای پهپادهایی باشد که از روش ناوبری بر پایه سیگنالهای ماهوارهای (GPS) استفاده میکنند
