عنوان مقاله :
طراحي و مقايسه تجربي الگوريتم جديد تخمين تراز براي بدنه شتاب‌دار
عنوان به زبان ديگر :
Design and experimental comparison of a new attitude estimation algorithm for accelerated rigid body
پديد آورندگان :
ثابت، محمدتقي دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل , محمدي دانيالي، حميدرضا دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل , فتحي، عليرضا دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل , عليزاده، ابراهيم دانشگاه صنعتي مالك اشتر
كليدواژه :
فيلتر كالمن توسعه‌يافته , تخمين تراز , تخمين باياس ژيروسكوپ , تخمين شتاب بدني خارجي , حسگر اينرسي
چكيده فارسي :
در اين مقاله با استفاده از يك مدل‌سازي جديد، الگوريتم كالمن توسعه‌يافته‌اي براي تخمين تراز (زاويه غلت و فراز) و باياس حسگرهاي ژيروسكوپ به كمك حسگرهاي اينرسي شامل يك شتاب‌سنج سه محوره و يك ژيروسكوپ سه محوره ارائه شده است. اين الگوريتم براي تخمين دقيق تراز در شرايط ديناميكي و حضور اغتشاشات خارجي توسعه داده شده است. با توجه به اين كه مساله تخمين شتاب بدني خارجي به عنوان اصلي‌ترين منبع خطاي تخمين تراز در شرايط ديناميكي اهميت زيادي در دقت تخمين تراز دارد، اما در مراجع موجود ميزان خطاي ناشي از آن بر روي تخمين تراز در شرايط ديناميكي مختلف بررسي نشده است. اين مقاله به مساله تخمين باياس حسگرهاي ژيروسكوپ در دو راستاي چرخش غلت و فراز، تخمين تراز دقيق در شرايط ديناميكي مختلف و تخمين شتاب بدني خارجي مي‌پردازد. عملكرد الگوريتم پيشنهادي براي تخمين تراز، شتاب بدني خارجي و باياس حسگرهاي ژيروسكوپ با استفاده از آزمون تجربي شبه-استاتيكي و ديناميكي در محدود شتاب مختلف ارزيابي مي‌شود.
چكيده لاتين :
In this paper, using a new modeling, an Extended Kalman Filter (EKF) is presented for estimation of attitude (i.e. roll and pitch angles) and gyroscope sensor bias using a tri-axes acceleration and a tri-axes gyroscope. The algorithm is developed for accurate estimation of attitude in dynamic conditions and existence of external body acceleration. The external body acceleration estimation as the main source of attitude estimation error in dynamic conditions is very important in attitude estimation accuracy, but in the literatures, the error of the external body acceleration on attitude estimation has not been studied in different dynamic conditions. The paper deals to estimation of the gyroscope sensor bias in two rotational axes (roll and pitch), accurate attitude estimation in different dynamic conditions and estimation of external body acceleration. The proposed algorithm application for attitude, external body acceleration and gyroscope sensor bias is evaluated by quasi-static and dynamic experimental tests in high acceleration bound.
