22939

ارائه روشي تركيبي مبتني بر محاسبات نرم و تبديل موجك در بهبود دقت حسگرهاي INS

كارشناسي ارشد

الكترونيك - سيستم هاي ديچيتال

1397

1399/8/18

دكتر سيد محمد رضا موسوي ميركلايي

برق

هدف از اين پروژه حذف نويز حسگرهاي ارزانقيمت سامانه ناوبري اينرسي (INS) با فناوري ساخت MEMS ، به منظور بهبود عملكرد اين نوع حسگرها است. INS يك نوع سامانه مستقل است كه در هر نوع شرايط آبوهوايي كار كرده و ميتواند اطلاعات جهتيابي پيوستهاي از مكان، سرعت و حالت را بدون اينكه تحت تاثير محيط واقع شود، فراهم كند. همچنين ايمني از جمينگ و نرخ دادهي خروجي بالا از ديگر مزاياي INS است. اما به دليل خطاهاي ناشي از حسگرهاي ژيروسكوپ و شتابسنج، دقت عملكرد حسگر INS ، با گذشت زمان كاهش مييابد. بنابراين مشكل اصلي در استفاده از INS براي سامانههاي ناوبري، خطاهاي نامحدودي است كه در طول زمان اتفاق ميافتد. به عبارت ديگر، با گذشت زمان عملكرد آن دچار خطاهايي ميگردد كه دائم در حال افزايش است. بنابراين براي دستيابي به خروجيهاي دقيق در هر فركانسي، سامانه INS بايد به طور متناوب و در فاصلههاي زماني منظم به وسيله سامانههاي اندازهگيري جانبي، روشهاي مدلسازي و حذف نويز بهروزرساني گردد. در اين پروژه با توجه به نوع حسگر آنها، بهترين روش حذف نويز با توجه به شرايط آن حسگر انتخاب شده است. روش انتخابي، روش حذف نويز موجك مبتني بر ليفتينگ است. لازم به ذكر است كه اين روش بلادرنگ بوده و نياز به تهيه دادههاي دريافتي به صورت بلوكي نميباشد. به عنوان نوآوري در اين پروژه از ليفتينگهاي چندسطحي و همچنين با تركيب خروجي اين ليفتينگها جهت بهينهسازي دقت سامانه، از الگوريتم ژنتيك استفاده شده است. براي مشاهده عملكرد روش، از دو نوع دادههاي ايستان و پويا استفاده شده است كه نتايج خروجي بر بهينه ساختن پارامترهاي مربوطه با توجه به ساختار ارئه شده، صحت دارد. براي دادههاي پويا، نويز ژيروسكوپ نزديك به 84 % و براي شتابسنج آن نزديك به 59 % بهبود صورت گرفته است. براي دادههاي ايستان نيز براي ژيروسكوپ بهبودي 71 % و براي شتابسنج نيز بهبود 48 % حاصل شده است. بنابراين در اين پروژه روشهاي مناسبي براي يك حذف نويز خوب، قابل اعتماد و سريع بدست آمده است.

1399/10/07

A Hybrid Method based on Soft Computing and Wavelet Transform for Improvement of Accuracy in INS Sensors

11/9/2021 12:00:00 AM

Due to the increasing use of inertial navigation systems in various fields, increasing the accuracy and efficiency of this system is of particular importance. Inertial navigation system (INS) is a standalone system that works in any weather conditions and can provide continuous navigation information of location, speed, and mode without affecting the environment. However, due to errors in gyroscope and accelerometer sensors, the accuracy of INS sensor performance decreases over time. Therefore, the main problem in using INS for navigation systems is the unlimited errors that occur over time. In other words, over time, its performance suffers from errors that are increasing rapidly. Therefore, to achieve the desired outputs, noise removal must be performed. In this article, according to the types of sensors, the best noise removal method has been presented. The wavelet noise removal based on the lifting scheme is utilized for De-noising. The lifting method is real-time and does not require blocking the received data. Also, we have leveraged some multi-level liftings. Further, we propose an optimization method based on the genetic algorithm to increase accuracy by combining the results of multi-level liftings. For evaluation, two types of dynamic and static data have been used. The achieved results have clarified the effectiveness of our proposed method. Therefore, a suitable method for good, reliable, and fast noise removal is presented.