Design of attitude estimation algorithms for inertial sensors only measurement scenarios
Sadece ataletsel sensör ölçüm senaryoları için yönelim tahmini algoritmalarının tasarımı
- Tez No: 725791
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ERSİN SÖKEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Bu tez, yalnızca bir ataletsel ölçüm biriminin ölçümlerini kullanarak yönelim tahmini için dört yeni gürbüz Kalman filtresi algoritması önermektedir. Kalman filtresi tabanlı yönelim filtrelerinin verimliliği ve optimalliği, kovaryans matrislerinin uygun şekilde ayarlanması ile ilişkilidir. Manuel ayar işlemi zor ve zaman alıcı bir iştir. Spesifik olarak, yalnızca ataletsel ölçüm birimi tabanlı yönelim tahmini filtreleri, kovaryansları gürbüzlük kazanmak üzere uyarlanmadıkça dış ivmelere karşı savunmasızdır. Önerilen algoritmalar, yönelimin doğru bir şekilde tahmin edebileceği uyarlanabilir bir yöntem ortaya koymaktadır. Önerilen metodolojiler, etkinliklerini doğrulamak için farklı dinamik koşullar altında ve gerçek dünya deneysel veri kümeleri kullanılarak literatürdeki diğer mevcut filtreleme algoritmaları ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, dinamik senaryolarda, özellikle çoklu ayar faktörü stratejisinin, rakip algoritmalara kıyasla yönelim tahmini doğruluğunu iki kattan fazla artırabildiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis proposes four novel robust Kalman filter algorithms for attitude estimation using only the measurements of an inertial measurement unit. Efficiency and optimality of the Kalman filter based attitude filters are correlated with appropriate tuning of the covariance matrices. Manual tuning process is a difficult and time-consuming task. Specifically, the inertial measurement unit-only attitude estimation filters are prone to the external accelerations unless their covariances are adapted to gain robustness. The proposed algorithms provide an adaptive method for tuning the measurement noise covariance such that they can accurately estimate the attitude. The proposed methodologies are tested and compared with other filtering algorithms in the literature under different dynamical conditions and using real-world experimental datasets in order to validate their effectiveness. Results show that in highly dynamic scenarios especially the multiple tuning factor strategy can increase the attitude estimation accuracy more than two-times compared to the competitive algorithms.
Benzer Tezler
- Mikro hava araçlarının bilinmeyen ortamlarda görüntü temelli kontrolü
Vision based control of micro air vehicles in unknown environments
CİHAT BORA YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Pozisyon ve yönelim tahmini için, genişletilmiş ve kokusuz kalman filtresi yaklaşımlarıyla sensör füzyonu tasarımı ve uygulanması
Sensor fusion design and implementation by extended and unscented kalman filter approaches for position and attitude estimation
HÜSEYİN ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiAviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Yönelim çıkarımı için arm tabanlı bir gömülü sistem tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and implementation of an arm based embedded system for estimation of the orientation
SÜLEYMAN URMAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Fuzzy based complementary filter design for attitude estimation
Yönelim tahmini için bulanık mantık tabanlı tamamlayıcı filtre tasarımı
HASAN KAZDAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KARAL
- Modelling, simulation and testing of artificial neural network augmented kalman filter for ins/gps and magnetometer integration
Yapay sinir ağları ile genişletilmiş kalman filtresinin bütünleştirilmiş ans/kks ve manyetometre ile modellenmesi, simülasyonu ve test edilmesi
DOĞAN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN İLHAN KONUKSEVEN
DR. VOLKAN NALBANTOĞLU