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 ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kalman filtre, Kovaryans, Yönelim tahmini, Kalman filter, Covariance, Orientation estimation
- 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: Belirtilmemiş.
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
- Parçacık filtresi ile işbirlikçi arazi tabanlı navigasyon
Cooperative terrain based navigation with particle filter
ZİYA UYGAR YENGİN
Doktora
Türkçe
2026
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU
- Research on transfer alignment for increased speed and accuracy
Yönelim aktarımının hızının ve hassasiyetinin arttırılması icin araştırma
UĞUR KAYASAL
Doktora
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KEMAL ÖZGÖREN
- 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
Havacılık ve Uzay 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
- 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