15420

15420

تلفيق سيستم موقعيت‌يابGPS و حسگرهاي INS با استفاده از سيستم‌هاي هوشمند

كارشناسي ارشد

الكترونيك

شهريورماه1394

شهريورماه1394

دكتر موسوي مير كلايي - دكتر ستار ميرزا كوچكي

برق

چكيده هدف از اين پروژه تلفيق GPS و حسگرهاي ارزان‌قيمت INS با فنّاوري ساخت MEMS، به‌منظور دستيابي به راه‌حل مكان‌يابي دقيق، قابل‌اطمينان، پيوسته و كم¬هزينه خصوصاً در زمان‌هاي قطعي سيگنال‌هاي GPSاست. چنين تلفيقي و نتايج حاصل از آن در اين پروژه، با داده‌هاي واقعي و عملي از GPS و حسگرهاي INS به‌دست‌آمده است.تلفيق سيستم موقعيت‌ياب جهاني GPS و سيستم ناوبري حركتي INS از روش‌هاي كاربردي براي ناوبري دقيق‌تر،مقام‌تر و پيوسته‌تر نسبت به هر يك از سيستم‌هابه‌تنهاييمي‌باشد. خصوصيات GPS وINSمكمل يكديگر هستند و تلفيق بين دو سيستم مزيت‌هاي چنين سيستمي را برجسته‌تر و عيوب هر يك از آن‌ها را كمتر خواهد كرد.اگرچهروش‌هاي فيلتر كالمني در تلفيق GPS و INS يك راه‌حل مناسب براي ناوبري مي‌باشد ولي چنين سيستم تلفيقي به اطلاعات اوليه از مدل خطايINS نياز دارد و تحت مدل از پيش تعريف‌شده كار مي‌كند كه همين موضوع پيچيدگي سيستم را افزايش مي‌دهد. همچنين اين روش‌هاي سنتي عيوبي را در ارتباط با پايداري، مقام بودن، ايمني نسبت به نويز و مشاهده‌پذيري،خصوصاً زماني كه با حسگرهاي ارزان‌قيمتMEMS استفاده مي‌شوند، دارند. بايستي اضافه كرد كه روش‌هاي فيلتر كالمني در زمان‌هايطولاني‌مدت قطعي GPS نيز نمي‌توانندبه‌روزرساني شوندو خطاهاي سيستم بالا مي‌رود. بنابراين فن‌هاي هوش مصنوعي براي استفاده در چنين سيستم‌هايي براي حذف عيوب مربوط به روش‌هاي فيلتري مناسب‌تر هستند. اين فن‌ها قادر هستند كه براي ديناميك‌هايغيرخطي سيستم تلفيق GPS و INS پاسخگو باشند همچنين در زمان‌هاي قطعي بلندمدتGPS نيز كارآمد هستند. در اين پروژهبا توجه به نوع حسگرها و مدل پيچيده آن‌ها،بهترين الگوريتم با توجه به شرايط، الگوريتمسيستماستنتاجعصبي-فازيتطبيقي ANFISانتخاب‌شده است.به‌عنوان نوآوري پروژه،جهت بهينه شدن اين سيستم ازنظر دقت و سرعتسيستم فازي پايه، براي الگوريتم، سيستم خوشه‌بندي كاهشي انتخاب شده است و نتايج در زمان غياب سيگنال GPS بر بهينه شدن اين الگوريتم صحه مي¬گذارد همچنيناگر نويز به‌طور موفق بتواند قبل از تلفيق داده حذف شود، خطاهاي اضافي در پيش‌بيني خطاي ANFIS، در طول قطعي سيگنال GPSمي‌تواند كم گرددكه باعث اطلاعات مكان دقيق‌تري مي‌شود. بدين ترتيب در مرحله آخربه‌منظوردقيق‌تر كردن نتايج، از داده‌هاي IMU قبل از تلفيق با الگوريتم ANFIS،به كمك تبديل موجك گسسته نويز زدايي مي¬شود كه نتايج بسيار بهتري را نسبت به راهكارهاي قبلي براي ما به دنبال داشت؛ بنابراين در اين پروژه به راهكارهاي مناسبي براي يك ناوبري دقيق، قابل‌اعتماد، سريع و پيوسته رسيده‌ايم. واژه‌هاي كليدي:GPS، INS،ANFIS، تبديل موجك گسسته،سيستم تلفيق ناوبري.