Geri Dön

Advanced aiding methods in inertial navigation systems for GNSS denied environments

KKS engellenen ortamlar için ataletsel navigasyon sistemlerinde ileri destek metodları

  1. Tez No: 864307
  2. Yazar: AYBARS TOKTA
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ KÖKSAL HOCAOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 142

Özet

Ataletsel navigasyon sistemleri, havacılık ve denizcilik navigasyonundan uzay keşfi ve askeri operasyonlara kadar çeşitli uygulamalar için kinematik bilgi sağlama konusunda uzun bir geçmişe sahiptir. Bir ataletsel navigasyon sistemi, iki temel sensör üçlüsünü içerir: ivmeölçerler ve dönüölçerler. Bunların çıktıların integralleri alınarak, yüksek frekansta, gerçek zamanlı yönelim, hız ve pozisyon bilgisi elde edilebilir. Ancak, bu sensörlerin içsel hataları, örneğin yanlılık, sürüklenme ve gürültü, zamanla navigasyon çözümünün bozulmasına neden olur. Bu sorun, küresel mutlak konumlandırma verisi sağlayan ve hata aralığı zamanla sınırlı kalan, daha düşük bir hata aralığına sahip global navigasyon uydu sistemlerinin kullanımı ile etkili bir şekilde giderilebilir. Sonuç olarak, bu sistemlerin çözümlerinin birleştirilmesi neredeyse tüm platformlarda standart uygulama haline gelmiştir. Ancak, uydu sinyalleri, karıştırma ve aldatma gibi müdahalelere, ayrıca engellenmeye karşı savunmasızdır. Bu savunmasızlık, ataletsel navigasyon sistemlerindeki hataları azaltmak için alternatif sistemleri kullanma araştırmalarını teşvik etmiştir. Bu tez, temel olarak arazi yardımlı ve görüntü yardımlı navigasyon tekniklerine ve bütünleşik navigasyon çözümlerini bir simülasyon ortamında test etmek ve doğrulamak için sentetik ataletsel ölçüm birimi verisi üretimine odaklanır. Arazi yardımlı navigasyon için özel olarak tasarlanmış yeni bir çok hipotezli filtre tanıtılmakta, bu filtre çeşitli arazi şekillerine ve önemli başlangıç hatalarına karşı dayanıklılık sunmaktadır. Ayrıca, çeşitli sensör hatalarını ve titreşim etkilerini içerecek şekilde sentetik ataletsel ölçüm birimi verisi üretimi için bir yöntem de önerilmektedir. Son olarak, doğrudan doğrusal dönüşüm tabanlı mutlak görsel konumlandırma yöntemi, çeşitli görsel özellik çıkarma yöntemleri ile birlikte gerçek bir ortofoto veri seti kullanılarak pozisyonlama doğruluğunu değerlendirmek için test edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Inertial navigation systems have a long history of providing kinematic information for various applications, ranging from aviation and maritime navigation to guidance systems for space exploration and military operations. An inertial navigation system includes two essential sensor triads: accelerometers and gyroscopes. Their outputs are integrated to deliver high-frequency, real-time data on attitude, velocity, and position. However, inherent errors in these sensors, such as bias, drift, and noise, lead to degradation in the navigation solution over time. This problem is effectively mitigated by the utilization of global navigation satellite systems, which provide global absolute positioning data with a comparably lower error range that remains bounded over time. Consequently, combining the solutions of these systems has become standard practice on nearly all platforms. However, signals transmitted from satellites are vulnerable to interference such as jamming and spoofing, and can also be obstructed or degraded. This susceptibility has spurred research into leveraging alternative systems to reduce the errors in inertial navigation systems. This thesis primarily focuses on terrain-aided and vision-aided navigation techniques, as well as synthetic inertial measurement unit data generation for testing and validating integrated navigation solutions in a simulation environment. A novel multi-hypothesis filter, designed specifically for terrain-aided navigation, is introduced, offering robustness against diverse terrain shapes and significant initialization errors. In addition, a method for generating synthetic inertial measurement unit data is also proposed that incorporates various sensor errors and vibrational effects. Finally, the direct linear transform-based absolute visual positioning method is tested with various visual feature extraction methods to evaluate their positioning accuracy using a real orthophoto dataset.

Benzer Tezler

  1. Kontrollü lagrange yöntemleri ve uygulamaları

    Controlled lagrangian methods and applications

    HÜSEYİN ALPASLAN YILDIZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AFİFE LEYLA GÖREN

  2. Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri

    Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys

    BURAK ÖZKAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU

  3. Presizyonlu hidrografik ölçmelerde bat-çık etkisinin GPS yöntemi ile belirlenmesi

    Başlık çevirisi yok

    REHA METİN ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Jeodezi ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİRHAN ALGÜL

  4. Mevcut yüksek katlı betonarme binaların hasar görebilirliğinin kırılganlık eğrileri yardımıyla belirlenmesi

    Evaluate damage potential with fragility curves for existing high rise R.C. Building

    HÜSEYİN KEMAL DAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BEYZA TAŞKIN AKGÜL

  5. High precision motion control of mechatronic systems in presence of general uncertainties: Application with a heavy-duty parallel robot

    Genel belirsizliklerin olduğu mekatronik sistemlerin yüksek hassasiyetle kontrolü: Paralel robot uygulaması

    KAMİL VEDAT SANCAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ZEKİ YAĞIZ BAYRAKTAROĞLU