بررسی و مقایسه نتایج تخمین زوایای وضعیت، در سامانه AHRS با استفاده از فیلتر هایC omplementary و Kalman

مقاله پیش رو شامل ارایه نتایج اعمال فیلتر کالمن و مکمل برای سیستم مرجع وضعیت و زاویه شمال آ1RSحی، شامل حسگرهای شتاب سنج ویژه اندازه گیری نرخ انتقال حرکت، ژایرو برای اندازه گیری نرخ دوران و مغناطیس سنج برای اندازه گیری میدان مغناطیسی زمین میباشد. ساده ترین سیستم 1RSح موجود، شامل یک شتاب سنج ومغناطیس سنج است. در صورت اضافه نمودن ژایرو به حسگرها، دیگر نمی توان از روش های معمولی زوایا را محاسبه نمود، لذا برای استفاده بهینه از داده های اندازه گیری شده توسط حسگرهای فوق میبایست از روش هایمناسب برای تلفیق داده های آنها استفاده کرد. روش های گوناگونی برای تلفیق داده های حسگرها به کار گرفته شده اند که دو تا از آنها فیلتر مکمل و فیلتر کالمن می باشند. این دو روش با سهم دهی به خروجی های هریک از حسگرهای مربوطه، زوایای وضعیت سیستم را تخمین زده و ازایجاد اختلال در محاسبه زوایای وضعیت در نتیجه ی معایب هریک از حسگرها جلوگیری می نمایند. در فیلتر مکمل، داده های خروجی شتاب و ژایرو با ضریب ثابت و در فیلتر کالمن با ضریب متغیر بر اساس تغییرات میانگین کواریانس سیستم، با یکدیگر تلفیق می گردند. در این مقاله ضمنمدلسازی ریاضیاتی مسیله تخمین زوایای وضعیت، علاوه بر اعمال فیلتر کالمن خطی و تک بعدی روی سیگنال های خروجی حسگرها قبل از ورود به فرایند تلفیق و با هدف کاهش واریانس و پایدار سازی خروجی ها، تلفیق دادههای وضعیت در سامانه 1RSح با دو روش فیلتر مکمل و فیلترکالمن غیرخطی انجام گرفته و یک خروجی کاملا پایدار را ارایه می دهد. در نهایت نتایج عملی تخمین زوایا ارایه گردیده و مزایا و معایب هریک از روش های تخمین مورد بررسی قرار گرفته است.

بررسی و مقایسه نتایج تخمین زوایای وضعیت، در سامانه AHRS با استفاده از فیلتر هایC omplementary و Kalman Keywords:

AHRS , سیستم مرجع وضعیت و زاویه شمال , فیلتر کالمن , فیلتر مکمل , اصلاح خطاهای تصادفی- کاهش نویز