بررسي تأثير كاهش نويز مشاهدات مغناطيس سنج، ژيروسكوپ و شتاب سنج در بهبود تعيين موقعيت وسيله نقليه با الگوريتم فيلتر كالمن

دقت تعيين موقعيت به كيفيت تكنولوژي مورد استفاده بستگي دارد. در حالي‌كه استفاده از تكنولوژي ‌هاي ارائه‌دهنده كيفيت بالاي تعيين موقعيت مستلزم صرف هزينه زياد و داشتن تخصص بالا جهت استفاده مي‌باشد، عمدتاً تكنولوژي با كيفيت و قيمت پايين تعيين موقعيت ماهواره‌ اي (GPS) و حسگرهاي وضعيتي استفاده مي ‌شوند كه در قالب گوشي ‌هاي هوشمند به‌صورت فراگير در دسترس مي‌باشند. يكي از نكات متمايز اين تكنولوژي ‌هاي ارزان‌قيمت، ميزان تأثيرپذيري آن‌ها از عوامل توليد‌كننده نويز مي‌باشد. در اين مقاله تأثير بهبود ميزان نويز حاصل از حسگرهاي تعيين موقعيت و وضعيت گوشي ‌هاي همراه بر دقت تعيين موقعيت اشياء متحرك مانند خودروها با استفاده از تكنيك محلي ‌سازي  و تلفيق داده‌هاي حاصل از حسگرهاي مغناطيس‌سنج، ژيروسكوپ كه در گوشي ‌هاي همراه هوشمند وجود دارند بررسي شده است. از حسگرهاي مزبور پارامترهاي آزيموت و زاويه چرخش (رول) استخراج شده است و اين پارامترها به‌همراه شتاب ‌خطي و مختصات جغرافيايي حاصل از GPS براي بهبود موقعيت وسيله‌نقليه در الگوريتم كالمن كه يك فيلتر پايين‌گذر براي نويزهاي با فركانس پايين است، تلفيق شده‌ اند. نتايج به‌دست آمده از اجراي روش پيشنهادي در خط 2 بزرگراه آزادگان شرق به غرب تهران و مقايسه آن با داده‌هاي مرجع نشان داده است كه خطاي تعيين موقعيت خودرو با گيرنده GPS گوشي هوشمند از 0.8274 متر به 0.6768 متر بدون كاهش نويز در فيلتر كالمن توسعه‌يافته، كاهش يافته است. با كاهش تدريجي نويز، ميزان دقت نتايج حاصل از فيلتر كالمن بين مقادير 0.6763 تا 0.6771 متر در نوسان بوده است كه بيشترين بهبود دقت موقعيت خودرو در اثر كاهش 2 درصدي نويز، به مقدار 0.6763 متر حاصل شده است. براساس اين نتايج، با وجود اين‌كه كاهش اثر نويز مي‌تواند منجر به بهبود موقعيت وسيله‌نقليه با استفاده از فيلتر كالمن و مشاهدات حسگرهاي گوشي هوشمند شود، نامنظم بودن تغييرات دقت ناشي از كاهش نويز، لزوم يافتن درصد نويز كاهش بهينه را ايجاب مي ‌كند.