Uporaba Kalmanovega filtra pri povezavi različnih senzorjev za določanje položaja v cestnem mobilnem kartirnem sistemu

Uroš Ranfl (2009) Uporaba Kalmanovega filtra pri povezavi različnih senzorjev za določanje položaja v cestnem mobilnem kartirnem sistemu. Magistrsko delo.

Predogled

PDF Prenos (2954Kb)

Povzetek

Tehnologija mobilnih kartirnih sistemov je namenjena pridobivanju metričnih in geolociranih podatkov o prostoru. Za zagotovitev geolokacije prostorskih podatkov moramo uporabiti merske tehnike, ki omogočajo določevanje koordinat med premikanjem in so čimbolj neodvisne od zunanjih vplivov. V praksi se kot za zelo primerne izkažejo integrirani sistemi, ki združujejo kinematično GPS-izmero in inercialno navigacijo. S sistemom GPS lahko zagotavljamo natančne koordinate za večino primerov. GPS-meritve so lahko zelo obremenjene z zunanjimi vplivi in zato v določenih okoliščinah s sistemom ne moremo določiti koordinat z ustrezno natančnostjo. V takih premerih uporabimo komplementaren inercialni sistem, ki je neodvisen od zunanjih dejavnikov. Natančnost določevanja koordinat z inercialnimi sistemi s časom zelo hitro pada, zato lahko s takim sistemom premoščamo le kratkotrajne vrzeli v GPS-meritvah. Natančnost GPS-meritev in neodvisnost inercialnih meritev od zunanjih vplivov lahko uspešno uporabimo za neprekinjeno določevanje položaja. Meritve obeh sistemov združujemo s pomočjo Kalmanovega filtra. Kalmanov filter na široko uporabljamo pri preračunavanju podatkov za navigacijske potrebe. Rekurzivni postopek izvedemo v dveh stopnjah: napoved in obnovitev ocenjenih parametrov. V prvem koraku uporabimo dinamični model, ki opisuje povezave med neznankami v času. V drugem koraku kombiniramo podatke meritev, ki smo jih pridobili v predhodnem koraku (v napovedi) z novimi meritvami. V nalogi so predstavljene teoretične osnove navigacijske komponente mobilnega kartirnega sistema WideoCar 3 (senzorji, navigacijske enačbe, združevanje podatkov) in prikazan praktični primer uporabe združevanja GPS/INS-meritev s pomočjo Kalmanovega filtra. Praktični primer je izveden na podlagi testnih meritev in obdelan s programskim paketom Inertial Explorer.

Akcije (potrebna je prijava)