ارائه یک روش مقاوم به خطای رانش برای تخمین موقعیت با حسگر واحد اندازهگیری اینرسی بر اساس فیلتر کالمن
نویسندگان
1 استاد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
3 دانشیار، گروه مهندسی مکاترونیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
10.22034/jmeut.2024.61212.3399چکیده
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 انحراف 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 در حرکتهای متناوب برمبنای سفارشیکردن ماتریس انتقال حالت فیلتر سنتی و خطی کالمن پیشنهاد میدهیم. این ایده، بر پایة دخالتدادن 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 پارامترهای سنتی فیلتر کالمن عملکرد بهتری از خود نشان میدهد.
