عنوان
ارائه‌ي روشي براي همجوشي حسگرهاي GNSS/IMU در وسايل نقليه‌ي خودران مبتني بر ESKF/RTS
نويسنده اصلي
احمد، هژار
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
رشته تحصيلي
مهندسي كامپيوتر
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
چكيده
محلي‌سازي دقيق، پيوسته و قابل‌اعتماد يكي از الزامات اساسي ناوبري خودروهاي خودران است. واحد اندازه‌گيري اينرسي (IMU) اطلاعات حركتي را با نرخ بالا فراهم مي‌كند، اما خطاهاي آن در اثر انتگرال‌گيري در طول زمان انباشته شده و به رانش موقعيت منجر مي‌شوند. در مقابل، سامانه ماهواره‌اي ناوبري جهاني (GNSS) مرجع موقعيت مطلق را فراهم مي‌كند، ولي اندازه‌گيري‌هاي آن تحت تأثير نويز و محدوديت نرخ به‌روزرساني قرار دارند. در اين پژوهش، يك چارچوب دوبعدي براي ادغام GNSS/IMU بر پايه فيلتر كالمن حالت خطا (ESKF) و هموارسازي روباخ–تونگ–استريبل (RTS) ارائه و ارزيابي شده است. در مرحله رو به جلو، داده‌هاي اينرسي براي انتشار پيوسته موقعيت و سرعت خودرو استفاده مي‌شوند و مشاهدات GNSS به‌صورت دوره‌اي خطاي تجمعي تخمين را اصلاح مي‌كنند. پس از پايان فيلترينگ، هموارساز RTS با استفاده از اطلاعات كل توالي زماني، مسير تخميني را در يك گذر پسرو اصلاح مي‌كند. ارزيابي نهايي بر روي توالي‌هاي 00، 08 و 09 مجموعه‌داده KITTI انجام شده است. داده‌هاي شتاب و نرخ زاويه‌اي واقعي OXTS به‌عنوان ورودي اينرسي استفاده شده و براي ايجاد شرايط كنترل‌شده و تكرارپذير، مشاهدات GNSS آزمايشي با نرخ تقريبي 1 هرتز از مسير مرجع نمونه‌برداري و با نويز گاوسي توليد شده‌اند. روش پيشنهادي با IMU-only، GNSS-only، ESKF، UKF-M و نسخه تطبيق‌يافته KalmanNet تحت يك پروتكل مشترك مقايسه شده است. نتايج پنج تحقق مستقل نويز GNSS نشان داد كه ميانگين مساوي RMSE در سه توالي براي ESKF+RTS برابر 0٫774 متر و براي ESKF رو به جلو برابر 1٫635 متر است كه معادل كاهش نسبي حدود 52٫6 درصد در همين پروتكل است. همچنين، ميانگين MAE روش پيشنهادي 0٫688 متر و CEP95 آن 1٫340 متر گزارش شد. تحليل مسيرها و توزيع خطا نيز با روند نتايج كمي سازگار بود و نشان داد كه هموارسازي پسرو در شرايط آزمايش حاضر، دقت و پيوستگي مسير را نسبت به فيلتر رو به جلو بهبود مي‌دهد. با توجه به استفاده از مدل دوبعدي، مشاهدات GNSS كنترل‌شده و تعداد محدود توالي‌هاي آزمون، نتايج اين پژوهش به چارچوب ارزيابي حاضر محدود است و به‌عنوان ادعاي برتري عمومي تفسير نمي‌شود.
شماره ركورد
238421
گرايش رشته تحصيلي
هوش مصنوعي و رباتيك
دانشكده
مهندسي برق و كامپيوتر
دانشگاه
دانشگاه صنعتي اصفهان