Научен доклад ID 1886 : 2019/3
КОМПЛЕМЕНТАРЕН ФИЛТЪР ЗА СЪВМЕСТЯВАНЕ НА ДАННИ ОТ СЕНЗОРИ

Емил, Йончев, Росен Милетиев, Лъчезар Христов

Сензорите произведени по MEMS технологията са с ниски цени, което определя и тяхното широко приложение в мобилните телефони, системите за виртуална реалност, роботиката, безпилотните летателни средства, автономните автомобили и т.н. Същевременно техните изходни сигнали имат много шумови компоненти и са нестабилни във времето. Един от начините за подобряване на характеристиките им е като се използват данни от два или повече сензора, които взаимно се допълват. Това най-често се прави с помощта на комплементарен филтър или филтър на Калман. Обект на разглеждане в статията са алгоритми на комплементарни филтри използвани за определяне ъгъла на завъртане на детско столче в автомобил. Двата алгоритъма са с различна сложност, единият е с по-проста структура и е подходящ за вграждане в системи реализирани с микроконтролери, вторият е с по-сложна структура и моделира по-добре физичните процеси. Интерес представлява само ъгъла на завъртане спрямо надлъжната ос на автомобила, който може да бъде определен с използването на данни само от два сензора – акселерометър и жироскоп. Тези два сензора имат комплементарни честотни характеристики – акселерометъра ще определя промяната на ъгъла за дълъг период от време, докато данните от жироскопа ще определят неговата моментната стойност. Филтърите са реализирани в средата Матлаб и тяхното действие е верифицирано с данни получени от статични и динамични реални измервания на отклонението на детско столче монтирано в автомобил.


комплементарен филтър филтър на Калман инерциални сензори Ойлерови ъгли.complementary filter Kalman filter inertial sensors Euler anglesЕмил Йончев Росен Милетиев Лъчезар Христов

BIBLIOGRAPHY

[1] Hofmann-Wellenhof Bernhard, Herbert Lichtenegger, Elmar Wasle, GNSS – Global Navigation Satellite Systems GPS, GLONASS, Galileo, and more, SpringerWienNewYork, , 2008, ISBN 978-3-211-73012-6

[2] Stephen Statler, Beacon Technologies: The Hitchhiker’s Guide to the Beacosystem, Apress, 2016, ISBN-13 (pbk): 978-1-4842-1888-4

[3] David Munoz, Frantz Bouchereau, Cesar Vargas, Rogerio Enriquez, Position Location Techniques and Applications, Elsevier Inc., 2009, ISBN 13: 978-0-12-374353-4

[4] Welch Greg, Gary Bishop, An Introduction to the Kalman Filter, University of North Carolina at Chapel Hill, Department of Computer Science, NC 27599-3175, http://www.cs.unc.edu/~{welch, gb}

[5] R. Mahony, Tarek Hamel, Jean-Michel Pflimlin. Nonlinear Complementary Filters on the Special Orthogonal Group. IEEE Transactions on Automatic Control, Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2008, 53 (5), pp.1203-1217. ff10.1109/TAC.2008.923738ff. ffhal-00488376ff

[6] A. Jouybaria, A. A. Ardalana, M-H. Rezvan, Experimental comparison between mahoney and complementary sensor fusion algorithm for attitude determination by raw sensor data of xsens imu on buoy, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-4/W4, 2017 Tehran`s Joint ISPRS Conferences of GI Research, SMPR and EOEC 2017, 7–10 October 2017, Tehran, Iran

[7] Kenneth W. Eure, Cuong Chi Quach, and Sixto L. Vazquez, An Application of UAV Attitude Estimation Using a Low-Cost Inertial Navigation System, NASA/TM–2013-218144, https://ntrs.nasa.gov/search.jsp?R=20140002... 2019-04-26T09:08:59 00:00Z

[8] Fakhri Alam, Zhou ZhaiHe, Hu JiaJia, A Comparative Analysis of Orientation Estimation Filters using MEMS based IMU, 2nd International Conference on Research in Science, Engineering and Technology (ICRSET’2014), March 21-22, 2014 Dubai (UAE)

[9] Kim Phil, Kalman Filter for Beginners with Matlab Examples, A-JIN Publishing company, 2011, ISBN-13: 978-1463648350

[10] N. L. Pavlov, E. E. Sokolov, M. H. Peychev and D. I. Dacova ,Numerical simulation of free and forced oscillations for pendulum type child travel seat, International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET) Volume 10, Issue 03, March 2019, pp. 172–177, Article ID: IJMET_10_03_017 Available online at http://www.iaeme.com/ijmet/issues.asp?JType... ISSN Print: 0976-6340 and ISSN Online: 0976-6359

[11] Nikolay Pavlov, Evgeni Sokolov, Mihail Peychev, Diana Dacova, Design and test of a tilting seat for improving children’s comfort during traveling, Second International Scientific Conference ITEMA 2018 – Conference Proceedings, ISBN 978-86-80194-13-4, pp 305-312

[12] Iontchev Emil, Rosen Miletiev, Petar Kapanakov, Lachezar Hristov, Sensor data fusion for determine object position, 54th International Scientific Conference on Information, Communication and Energy Systems and Technologies, Ohrid, Macedonia 2019, 26-29 June 2019

 

 

 

Този сайт използва "бисквитки", които са необходими за правилното функциониране на сайта. Чрез тях ние Ви осигуряваме максимално потребителско преживяване.

Приемам всички бисквитки
Политика за бисквитките