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
- Tez No: 754678
- Danışmanlar: PROF. DR. VASFİ EMRE ÖMÜRLÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Aeronautical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Aviyonik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 100
Özet
Küçük insansız hava araçlarında (İHA) kararlı bir otonom uçuş için, ağır ve pahalı sensörler kullanılmadan yüksek hassasiyetli pozisyon ve yönelim bilgisi gereklidir. Bu amaçla farklı yaklaşımlara dayalı sensör füzyon algoritmaları ile İHA'ların pozisyon ve yönelim tahmini yapılabilmektedir. Çok sayıda çalışma olmasına rağmen tercih edilen yaklaşımların etkinliğini teorik olarak değerlendirmek zordur. Bu çalışma, seyrüsefer sistemlerinde en çok tercih edilen filtreler olan, Genişletilmiş Kalman Filtresi (GKF) ve Kokusuz Kalman Filtresi (KKF) yaklaşımları ile pozisyon ve yönelim tahmini için MATLAB benzetim ortamında sensör füzyon tasarımını ve benzetim ortamında uygulanmasını kapsamaktadır. Çalışmada, İHA'nın dinamik modeli kullanılmadan İHA üzerindeki ataletsel ölçüm birimi (AÖB), küresel konumlama sistemi (KKS), barometre ve manyetometre ile sensör füzyon tasarımı yapılmıştır. Sistemde yere göre yönelimi gösteren durum değişkeni olarak dördeyler kullanılmıştır. Sistem; dördeyler, hız, pozisyon, dönüölçer ve ivmeölçer kayma, manyetik alan ve manyetik alan kayma olmak üzere toplam 22 durum değişkeninden oluşmaktadır. Tasarlanan iki farklı sensör füzyonu modeli, (GKF ve KKF yaklaşımlarıyla) MATLAB benzetim ortamında, MATLAB tarafından sağlanan gerçek (sensör hatalarından arındırılmış) uçuş verileri kullanılarak oluşturulan sensör modelleriyle çalıştırılmış ve bu tasarımların tahminci performansları gerçek uçuş verileri ile karşılaştırılarak sonuçlar değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
For a stable autonomous flight for small unmanned aerial vehicles (UAV), high-precision position and attitude information is required without using heavy and expensive sensors. For this purpose, position and attitude estimation of UAVs can be performed using sensor fusion algorithms based on different approaches. Although there are many studies about the subject, it is difficult to theoretically evaluate the effectiveness of the preferred approaches. This study covers the sensor fusion design and implementation in MATLAB simulation environment for position and attitude estimation by Extended Kalman Filter (EKF) and Unscented Kalman Filter (UKF) approaches, which are the most preferred filters in navigation systems. In the study, sensor fusion design is using sensor data of an inertial measurement unit (IMU), global positioning system (GPS), a barometer and a magnetometer on the UAV, without using the dynamic model of the UAV. Quaternions were used as the state variables which indicate the attitude with respect to local navigation frame. The system consists of a total of 22 state variables: quaternions, velocity, position, gyroscope and accelerometer bias, magnetic field, and magnetic field bias. Two different sensor fusion models designed by EKF and UKF approaches which has sensor models that use real (sensor error-free) flight data provided by MATLAB, were run in MATLAB simulation environment. The estimator performances of these approaches were compared with real flight data and results were evaluated.
Benzer Tezler
- GNSS ve IMU kullanarak ARM tabanlı seyrüsefer sisteminin geliştirilmesi
Development of ARM based navigation system using GNSS and IMU
RAMAZAN SAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ VEYSEL GÖKHAN BÖCEKÇİ
PROF. DR. HAYRİYE KORKMAZ
- Design and implementation of sensorless vector controlled drive for PMSMs
Sürekli mıknatıslı senkron motorlar için sensörsüz vektör kontrollü sürücü tasarımı ve gerçeklenmesi
BURAK GÖRDÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT YILMAZ
- SPACE Matrisi Analizi'nin Bulanık Mantık Genişlemesi: Hibrit stratejik pozisyon belirleme üzerine bir öneri
Başlık çevirisi yok
SAİM ÖZEL
- Finansal gelişme ve ekonomik büyüme ilişkisi: Bir genişletilmiş Solow Büyüme Modeli denemesi ve ampirik uygulama
The relationship between financial development and economic growth: An augmented Solow Growth Model and empirical application
DİLEK DURUSU ÇİFTÇİ
- İşbirliği ve rekabet ikilemi: Rekabetçi işbirliğinin firmaların rekabetçi davranışlarına etkisi üzerine Türkiye havayolu sektöründe bir araştırma
Collaboration and competition dilemma: The impact of co-opetition on firms competitive behaviors in Turkish airline industry
RUKİYE SÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2017
İşletmeÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UMUT EROĞLU