دوره 16، شماره 3 - ( مجله کنترل، جلد 16، شماره 3، پاییز 1401 )                   جلد 16 شماره 3,1401 صفحات 82-71 | برگشت به فهرست نسخه ها

XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Nourmohammadi H, Sabet M T. Back-stepping calibration algorithm for three-axial magnetometer applied to autonomous underwater vehicles with magnetic deviations. JoC 2022; 16 (3) :71-82
URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-920-fa.html
نورمحمدی حسین، ثابت محمدتقی. الگوریتم کالیبراسیون پس‌گام برای مغناطیس‌سنج سه-محوره با کاربرد در رونده‌های زیرسطحی خودگردان همراه با انحرافات مغناطیسی. مجله کنترل 1401; 16 (3) :82-71

URL: http://joc.kntu.ac.ir/article-1-920-fa.html


1- پژوهشکده علوم و فناوری شمال، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر،مازندران، ایران
چکیده:   (302 مشاهده)
تخمین زاویه‌ی سمت یکی از چالش‌های اساسی در سامانه‌های ناوبری اینرسی ارزان‌قیمت است. عدم مشاهده‌پذیری زاویه‌ی سمت از شمال با بردار شتاب جاذبه و همچنین عدم دسترسی به ناوبری رادیویی/ماهواره‌ای در رونده‌های زیرسطحی بر میزان این چالش می‌افزاید. استفاده از مغناطیس‌سنج سه‌-محوره و تخمین زاویه‌ی سمت با میدان مغناطیسی زمین یکی از راهکارهای اساسی برای بهبود دقت سامانه‌های ناوبری اینرسی ارزان‌قیمت است. اما، برای دستیابی به تخمین دقیق از زاویه‌ی سمت، کالیبراسیون مناسب مغناطیس‌سنج از نظر خطای اندازه‌گیری حسگر و همچنین حضور انحرافات مغناطیسی، ضروری است. هدف از این مقاله، طراحی یک الگوریتم پس‌گام برای کالیبراسیون مغناطیس‌سنج در اندازه‌گیری مولفه‌های میدان مغناطیسی زمین است. در الگوریتم پیشنهادی، نتایج روش رایج کالیبراسیون مغناطیسیِ کروی، با ارائه‌ی راهکاری بر مبنای تفکیک کانال عمودی و مولفه‌های میدان در صفحه‌ی تراز اصلاح خواهند شد. ارزیابی الگوریتم پیشنهادی، در آزمون‌های میدانیِ پیاده‌سازی شده روی یک رونده‌ی زیرسطحی خودگردان انجام می‌گیرد.
متن کامل [PDF 775 kb]   (7 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: عمومى
دریافت: 1400/11/8 | پذیرش: 1401/8/25 | انتشار الکترونیک پیش از انتشار نهایی: 1401/9/22

فهرست منابع
1. [ ] H. Nourmohammadi and J. Keighobadi, "Integration scheme for SINS/GPS system based on vertical channel decomposition and in-motion alignment," AUT Journal of Modeling and Simulation, vol. 50(1), pp. 13-22, 2018.
2. [ ] ح. نورمحمدی و ج. کیقبادی، "الگوریتم ناوبری تلفیقی ارزان‌قیمت SINS/GPS تقویت شده با تخمین وضعیت از روش AHRS،" مجله مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، جلد 47(1)، ص. 331-325، 2017.
3. [ ] N. Bowditch, "The American Practical Navigator," National Imagery and Mapping Agency, Bethesda, Md, USA, 9th edition, 1995.
4. [ ] R. Alonso and M. D. Shuster, "Complete linear attitude-independent magnetometer calibration," Journal of the Astronautical Sciences, vol. 50(4), pp. 477-490, 2002. [DOI:10.1007/BF03546249]
5. [ ] M. J. Caruso, "Applications of magnetic sensors for low cost compass systems," In Position Location and Navigation Symposium, IEEE, pp. 177-184, 2000.
6. [ ] V. Renaudin, M. H. Afzal, and G. Lachapelle, "Complete tri-axis magnetometer calibration in the magnetic domain," Journal of Sensors, doi:10.1155/2010/967245, 2010. [DOI:10.1155/2010/967245]
7. [ ] N. Hadjigeorgiou, K. Asimakopoulos, K. Papafotis, and P. P. Sotiriadis, "Vector magnetic field sensors: operating principles, calibration and applications," IEEE Sensors Journal, vol. 21, pp. 12531-12544, 2020. [DOI:10.1109/JSEN.2020.3045660]
8. [ ] Y. Wu and W, Shi, "On calibration of three-axis magnetometer," IEEE Sensors Journal, vol. 15(11), pp. 6424-6431, 2015. [DOI:10.1109/JSEN.2015.2459767]
9. [ ] ع. راهدان، ح. بندی و م. عابدی، "طراحی الگوریتم کالیبراسیون روی برد حسگر مغناطیسی ماهواره با استفاده از روش های پاسخ متمرکز و فیلتر کالمن دو مرحله‌ای،" مجله کنترل، جلد 12(1)، ص. 25-37، 2018.
10. [ ] ز. لبیبیان، ا. طالبی و ح. سلیمی، تخمین وضعیت تجربی با استفاده از داده‌های بلادرنگ کالیبره شده مغناطیس‌سنج. فصلنامه علوم، فناوری و کاربردهای فضایی، جلد 1(2)، ص. 78-87، 2022.
11. [ ] G. Cao, X. Xu, and D. Xu, "Real-time calibration of magnetometers using the RLS/ML algorithm," Sensors, vol. 20(2), pp. 535, 2020. [DOI:10.3390/s20020535]
12. [ ] S. Bonnet, C. Bassompierre, C. Godin, S. Lesecq, and A. Barraud, "Calibration methods for inertial and magnetic sensors, " Sensors and Actuators A: Physical, vol. 156(2), pp. 302-311. 2009. [DOI:10.1016/j.sna.2009.10.008]
13. [ ] Y. Wu, D. Zou, P. Liu, and W. Yu, "Dynamic magnetometer calibration and alignment to inertial sensors by Kalman filtering," IEEE Transaction on Control System Technology, vol. 26, pp. 716-723, 2018. [DOI:10.1109/TCST.2017.2670527]
14. [ ] V. Petrucha, P. Kaspar, P. Ripka, and M. G. Merayo, "Automated system for the calibration of magnetometers," Journal of Applied Physics, vol. 105(7), 2009. [DOI:10.1063/1.3062961]
15. [ ] H. Milanchian, J. Keighobadi, and H. Nourmohammadi, "Magnetic calibration of three-axis strapdown magnetometers for applications in MEMS attitude-heading reference systems," AUT Journal of Modeling and Simulation, vol. 47(1), pp. 55-65, 2015.
16. [ ] D. Titterton and J. L. Weston, "Strapdown inertial navigation technology," IET, vol. 17, 2004. [DOI:10.1049/PBRA017E]
17. [ ] H. Nourmohammadi and J. Keighobadi, "Fuzzy adaptive integration scheme for low-cost SINS/GPS navigation system," Journal of Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 99, pp. 434-449, 2018. [DOI:10.1016/j.ymssp.2017.06.030]
18. [ ] D. Gebre-Egziabher, G. H. Elkaim, J. D. Powell, and B. W. Parkinson, "Calibration of strapdown magnetometers in magnetic field domain," Journal of Aerospace Engineering, vol. 19(2), pp. 87-102, 2006. [DOI:10.1061/(ASCE)0893-1321(2006)19:2(87)]
19. [ ] D, Simon, "Optimal state estimation: Kalman, H∞ and nonlinear approaches," New Jersey: John Wiley & Sons, Inc, 2006. [DOI:10.1002/0470045345]
20. [ ] M. Kok, J. D. Hol, T. B. Schon, F. Gustafsson, and H.Luinge, "Calibration of a magnetometer in combination with inertial sensors," 15th International Conference on Information Fusion, IEEE, Jul 9, pp. 787-793, 2012.
21. [ ] ا. علیزاده، ح. نورمحمدی، م. ت. ثابت، و م. زرینی، "طراحی و پیاده‌سازی الگوریتم ناوبری AHRS/GPS/DR برای رونده‌های زیرسطحی خودگردان با برد بلند و ماندگاری بالا در زیر آب،" مجله مهندسی دریا، جلد 13(26)، ص. 47-57، 2018.

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به مجله کنترل می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2023 CC BY-NC 4.0 | Journal of Control

Designed & Developed by : Yektaweb