Design of an inertial measurement unit with a novel self-calibration method
Yeni bir kalibrasyon metodu ile atalet ölçüm sistemi tasarımı
- Tez No: 785879
- Danışmanlar: PROF. DR. JANSET DAŞDEMİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Ataletsel ölçüm birimi, Hareket sensörleri, Kalibrasyon, İvmeölçer, Inertial measurement unit, Motion sensors, Calibration, Accelerometer
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, bir atalet ölçüm biriminin (AÖB) kendi kendine kalibrasyonu için yeni bir yöntem önermektedir. Bu çalışmada AÖB'nin kalibrasyonu, dağıtık sensör mimarisi ile ele alınmıştır. Dolayısıyla, modüllerden oluşan bir AÖB geliştirilmiştir. Modüller, herhangi bir ölçüm ekseni boyunca ayrı ayrı yerleştirilebilmektedir. Her modül, tek eksen bir jiroskop ve üç eksenli ivmeölçer sensörleri ile donatılmıştır. Ayrıca, modüller sinyal işleme için kendi işlemcisine sahiptir. Bu şekilde, piezoelektrik aktüatör (PEA) tabanlı bir servo sistemi kullanarak modülerin tek bir eksende kalibre edilmesi sağlanmıştır. Önerilen metot, AÖB'nin bulunduğu yerde kalibrasyonuna izin vermektedir. Önerilen yöntem, ivmeölçer ve jiroskop sensörlerinin sapma, ölçek faktörü ve hizalama hatalarını hesaplamak için kullanılabilirdir. Önerilen kalibrasyon yöntemini uygulamak için bir prototip dağıtık AÖB tasarlanmış ve önerilen kendi kendine kalibrasyon metodunun performansını karşılaştırmak için üç eksenli bir döner tabla üzerinde deneyler yapılmıştır. Ek olarak, ölçüm performansını göstermek için dağıtık AÖB üzerinde kuaterniyon tabanlı bir Genişletilmiş Kalman filtresi uygulanmıştır.
Özet (Çeviri)
This dissertation proposes a new method for the self-calibration of an inertial measurement unit (IMU). In this study, the calibration of the IMU is handled with a distributed sensor architecture. Therefore, an IMU consisting of modules has been developed. The modules can be placed individually along any axis. Each module is equipped with a single-axis gyroscope and three-axis accelerometer sensors. In addition, the modules have their own processor for signal processing. In this way, calibrating the sensors is possible on a single axis using a piezoelectric actuator (PEA)-based servo system. The proposed method allows for on-site calibration of the IMU. The proposed method can be used to define the bias, scale factor, and alignment errors of accelerometer and gyroscope sensors. To implement the proposed calibration method, a prototype distributed IMU is designed, and experiments are conducted on a three-degree-of-freedom rotary table to compare the performance of the proposed self-calibration method. Additionally, a quaternion-based Extended Kalman filter is applied on the distributed IMU to demonstrate the attitude estimation performance.
Benzer Tezler
- Design of attitude estimation algorithms for inertial sensors only measurement scenarios
Sadece ataletsel sensör ölçüm senaryoları için yönelim tahmini algoritmalarının tasarımı
BATU CANDAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ERSİN SÖKEN
- Design of a wearable multi-sensory based chest belt integrated with iot functions for respiration monitoring
Solunum izleme için nesnelerin interneti fonksiyonlarıyla entegre giyilebilir çoklu sensör tabanlı göğüs kemer tasarımı
GÖZDE ÇAY
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolUnıversıty Of Rhode IslandElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KUNAL MANKODİYA
- Teleoperation system design of a robot assisted endoscopic pituitary surgery
Robot yardımlı endoskopik hipofiz ameliyatının teleoperasyon sistemi tasarımı
GİZEM ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Design, development, and control of an active transfemoral prosthesis
Aktif transfemoral protezin tasarımı, geliştirilmesi ve kontrolü
OMID ARFAIE KHOSROWSHAHI
Doktora
İngilizce
2026
BiyomühendislikÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN UNAL
- Design and evaluation of 3D interaction techniques for single and multi-user displays
Başlık çevirisi yok
KASIM ÖZACAR