دوره 13، شماره 1 - ( مجله کنترل، جلد 13، شماره 1، بهار 1398 )
جلد 13 شماره 1,1398 صفحات 56-47 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Zia S V, Babaei J, Alizadeh E. Design and Experimental Evaluation of integrated orientation estimation algorithm Autonomous Underwater Vehicle Based on Indirect Complementary Filter. JoC 2019; 13 (1) :47-56
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-513-fa.html
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-513-fa.html
ضیاء سید وحید، بابایی جواد، علیزاده ابراهیم. طراحی و ارزیابی تجربی الگوریتم تخمین وضعیت تلفیقی در رونده زیرآبی خودکار مبتنی بر فیلتر تکمیلی غیرمستقیم. مجله کنترل. 1398; 13 (1) :47-56
سید وحید ضیاء* 
1، جواد بابایی1 ، ابراهیم علیزاده1
1، جواد بابایی1 ، ابراهیم علیزاده1
1- دانشگاه مالک اشتر پژوهشکده علوم فناوری دفاعی شمال
چکیده: (6460 مشاهده)
هدف اصلی این مقاله طراحی یک سیستم ناوبری تلفیقی متشکل از سنسورهای اینرسی ارزان قیمت برای تخمین وضعیت نسبتا دقیق یک رونده زیرآبی خودکار در طول همه فازهای ماموریت زیرآبی و سطحی است. دستاورد پیشنهادی با تکیه بر سیستم موقعیت یاب جهانی GPS، واحد اندازه گیری اینرسی (شتاب سنج و ژیروسکوب)، سنسور مغناطیس سنج و تکنیک فیلتر تکمیلی پایه گذاری شده است. فیلتر تکمیلی بر پایه فیلتر پایین گذر و بالاگذر به ترتیب برای حذف خطاهای نویز و بایاس در داده های اندازه گیری موجود در ساختار ناوبری تلفیقی طراحی می شود. بدین ترتیب تخمین نسبتا دقیقی از وضعیت رونده در اختیار سیستم هدایت و کنترل قرار می دهد. مهمترین ویژگی دستاورد پیشنهادی سوئیچ بین GPS و مغناطیس سنج همگام با تغییر فاز حرکتی رونده زیرآبی خودکار است که منجر به تخمین دقیق تر زاویه سمت نسبت به سیستم ناوبری ژایرویی در فازهای حرکتی سطحی و زیر آبی می شود. عملکرد الگوریتم ناوبری تلفیقی پیشنهادی، در آزمون میدانی یک رونده زیرآبی خودکار تحقیقاتی و در مقایسه با فیلتر کالمن مورد ارزیابی قرار می¬گیرد.
واژه‌های کلیدی: تخمین وضعیت، رونده زیرآبی خودگردان، واحد اندازه گیری اینرسی، فیلتر تکمیلی غیرمستقیم، سیستم موقعیت یاب جهانی.
فهرست منابع
1. [1] Robert Mahony, Tarek Hamel, Jean-Michel P.flimlin "Complementary filter design on the special orthogonal group SO(3)" Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control, and the European Control Conference, Seville, Spain, December 12-15, 2005.
2. [2] Antonio Vasilijevic, Bruno Borovic, Zoran Vukic "Underwater Vehicle Localization with Complementary Filter: Performance Analysis in the Shallow Water Environment" J Intell Robot Syst (2012) 68:373-386. [DOI:10.1007/s10846-012-9766-6]
3. [3] Pedro Batista, Carlos Silvestre, and Paulo Oliveira "Sensor-based Complementary Globally Asymptotically Stable Filters for Attitude Estimation" Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference Shanghai, P.R. China, December 16-18, 2009. [DOI:10.1109/CDC.2009.5399810]
4. [4] G. Perez Paina, D. Gaydou, J. Redolfi, C. Paz, and L. Canali "Experimental comparison of Kalman and complementary filter for attitude estimation" Research Centre in Informatics for Engineering (CIII) National Technological University, Cordoba Regional Faculty (UTN-FRC), 09, August, 2016.
5. [5] Chan Gook Park, Chang Ho Kang, Sanghyun Hwang and Chul Joo Chung "An Adaptive Complementary Filter for Gyroscope/ Vision Integrated Attitude Estimation" Int'l J. of Aeronautical & Space Sci. 17(2), 214-221 (2016). [DOI:10.5139/IJASS.2016.17.2.214]
6. [6] Dongwon Jung and Panagiotis Tsiotras "Inertial Attitude and Position Reference System Development for a Small UAV" Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, 30332-0150, 2013.
7. [7] Robert Smith a, b Andy Frostb, Penny Probert "Gyroscopic Data Fusion via a Quaternion Based Complementary Filter" university of Oxford, England. bSilsoe Research Institute, England, 2015.
8. [8] Mark Euston, Paul Coote, Robert Mahony, Jonghyuk Kim and Tarek Hamel "A Complementary Filter for Attitude Estimation of a Fixed-Wing UAV" Intelligent Robots and System, IROS 2008, IEEE/RSJ International Conference. [DOI:10.1109/IROS.2008.4650766]
9. [9] Tae Suk Yoo, Sung Kyung Hong, Hyok Min Yoon and Sungsu Park "Gain-Scheduled Complementary Filter Design for a MEMS Based Attitude and Heading Reference System" Sensors 2011, 11, 3816-3830, 29 March 2011. [DOI:10.3390/s110403816]
10. [10]Walter T.Higgins, JR "A Comparison of Complementary and Kalman Filtering" IEEE Tranactions on Aerospace and Electronic Systems Vol. AES-1 1, NO. 3 MAY 1975. [DOI:10.1109/TAES.1975.308081]
11. [11] Roberto G. Valenti, Ivan Dryanovski and Jizhong Xiao "Keeping a Good Attitude: A Quaternion-Based Orientation Filter for IMUs and MARGs" Sensors 2015, 15, 19302-19330. [DOI:10.3390/s150819302]
12. [12] El Hadri and A. Benallegue "Attitude estimation with gyros-bias compensation using low-cost sensors" Joint 48th IEEE Conference on Decision and Control and 28th Chinese Control Conference Shanghai, P.R. China, December 16-18, 2009. [DOI:10.1109/CDC.2009.5400357]
13. [13] Dung Duong Quoc, Jinwei Sun, Van Nhu Le and Nguyen Ngoc Tan "Sensor Fusion based on Complementary Algorithms using MEMS IMU" International Journal of Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition Vol. 8, No. 2 (2015), pp. 313-324. [DOI:10.14257/ijsip.2015.8.2.30]
14. [14] Roberts, Ricky L "Analysis, experimental evaluation, and software upgrade for attitude estimation by the Shallow-Water AUV Navigation System (SANS)" Naval Postgraduate School Monterey, California, March 1997.
15. [15] Val erie Renaudin, Muhammad Haris Afzal, and G' erard Lachapelle "Complete Tri-axis Magnetometer Calibration in the Magnetic Domain" Hindawi Publishing Corporation Journal of Sensors, Volume 2010, Article ID 967245, 10 pages. [DOI:10.1155/2010/967245]
16. [16] li xing, yijum hang, zhi xiong, jianye liu and zhong wan, "accurate attitude estimation using ARS under conditions of vehicle movement based on disturbance acceleration adaptive estimation and correction" sensors 2016. [DOI:10.3390/s16101716]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
