عنوان مقاله :
طراحي و پياده‌سازي الگوريتم ناوبري AHRS/GPS/DR براي رونده‌هاي زيرسطحي خودگردان با برد بلند و ماندگاري بالا در زير آب
عنوان فرعي :
Design and Implementation of AHRS/GPS/DR Navigation Algorithm Applied to Long-Range AUVs with High Underwater Durability
پديد آورنده :
عليزاده ابراهيم
پديد آورندگان :
نورمحمدي حسين نويسنده دكتري، دانشگاه صنعتي مالك اشتر، پژوهشكده‌ي علوم و فناوري دفاعي شمال Nourmohammadi Hossein , ثابت محمدتقي نويسنده دكتري، دانشگاه صنعتي مالك اشتر، پژوهشكده‌ي علوم و فناوري دفاعي شمال Sabet Mohammad Taghi , زريني لاريمي مصطفي نويسنده كارشناسي ارشد، دانشگاه صنعتي مالك اشتر، پژوهشكده‌ي علوم و فناوري دفاعي شمال Zarrini Larimi Mostafa
سازمان :
دانشيار، دانشگاه صنعتي مالك اشتر، پژوهشكده‌ي علوم و فناوري دفاعي شمال
كليدواژه :
Orientation estimation , تخمين وضعيت , State estimation filter , خطاي بلندمدت ناوبري اينرسي , فيلتر تخمين حالت , قطع سامانه‌ي GPS , GPS outage , Long-term inertial navigation error , Long-range AUV navigation , ناوبري رونده‌ي زيرسطحي خودگردان
چكيده فارسي :
يكي از چالش‌هاي اساسي سامانه‌هاي ناوبري اينرسي ارزان قيمت، وجود خطاهاي اجتناب‌ناپذير در حسگرهاي اينرسيِ نوع ميكروالكترومكانيكي است كه موجب رشد خطاي ناوبري با زمان مي‌شود. هدف از اين مقاله، طراحي يك الگوريتم ناوبري تلفيقي AHRS/GPS/DR براي بكارگيري در رونده‌هاي زيرسطحي خودگردان با برد بلند است. مزيت اصلي الگوريتم پيشنهادي اين است كه با وجود استفاده از حسگرهاي اينرسي ارزان‌قيمت، عملكرد مناسبي در مواقع قطع بلندمدت سامانه‌ي GPS دارد. تخمين برخط باياس ژايرو نقش قابل ملاحظه‌اي در عملكرد الگوريتم حاضر دارد. بر مبناي روش محاسبات مرده با تكيه بر حسگر سرعت محوري الگوريتم كارآمد براي تخمين موقعيت در زمان قطع GPS ارايه مي‌شود. ارزيابي الگوريتم پيشنهادي، با پياده‌سازي آن در يك رونده‌ي زيرسطحي خودگردان با برد بلند و ماندگاري بالا در زير آب انجام مي‌گيرد. نتايج آزمايشگاهي دلالت بر اين دارد كه خطاي تخمين زاويه‌ي سمت با وجود قطعي 500 ثانيه‌اي در داده‌برداري از GPS كمتر از 5 درجه است.
چكيده لاتين :
One of the main challenges in low-cost inertial navigation systems (INSs) is inevitable errors of MEMS-grade inertial sensors which lead to time-growing navigation error. This paper aims to develop AHRS/GPS/DR integrated navigation algorithm for long-range autonomous underwater vehicle (AUV). Proper performance in deals with long-term GPS outage is the main advantage of the proposed algorithm. Online estimation of gyro biases plays noticeable role in the performance of the presented algorithm. Using Dead Reckoning (DR) method based on an axial speed sensor, an applied algorithm is developed for position estimation during the GPS outages. The algorithm is evaluated by field test executed on a long-range AUV with high underwater durability. Experimental results indicate that in spite of 500 seconds GPS outage, the estimation error in the heading angle does not exceed 5 degrees.
عنوان نشريه :
مهندسي دريا
عنوان نشريه :
مهندسي دريا
