استفاده از فیلتر کالمن خنثی (UKF) جهت تخمین موقعیت کوادروتور در محیط های داخلی

در این مقاله، تخمین موقعیت کوادروتور در محیط های داخلی با استفاده از فیلتر کالمن خنثی (UKF) ارائه شده است. در ابتدا مدل سیستم کوادروتور که دارای سنسور (IMU) می باشد، معرفی شده است. از یک کنترل کننده تناسبی مشتق گیر جهت پایدارسازی ارتفاع و وضعیت کوادروتور و از یک کنترل کننده مد لغزشی- انتگرالی جهت پایدارسازی موقعیت کوادروتور استفاده شده است. سپس از یک الگوریتم فیلتر کالمن خنثی برای سیستم چند سنسوری جهت به دست آوردن تخمین موقعیت کوادروتور استفاده می شود. هدف در این پژوهش این است که میانگین خطای تخمین در سیستم چند سنسوری که روی کوادروتور قرار دارد به کمترین مقدار خود رسانده شود تا موقعیت کوادروتور در محیط داخلی با حداقل خطای ممکن به اپراتور ارسال شود. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات اندازه گیری 6 متغیر توسط سنسورهای مناسب، موقعیت کوادروتور در مکان های داخلی تخمین زده شده است. همچنین عملکرد فیلتر کالمن خنثی در شرایط اضافه شدن نویز و اغتشاش، بررسی شده است. دستیابی به این مهم کمک خواهد کرد تا کوادروتور ماموریت و مانور خود را بدون استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) که در محیط های داخلی با مشکل مواجه می شود، به درستی انجام دهد. همچنین اپراتور با داشتن موقعیت کوادروتور، کنترل و هدایت آن را به طور مناسب انجام دهد. در پایان، برای اثبات کارایی فیلتر کالمن خنثی UKF پیشنهادی، نتایج شبیه سازی ارائه شده است.

Keywords:

کوادروتور , فیلترکالمن خنثی UKF , سیستم چند سنسوری , تخمین موقعیت