28194

طراحي و پياده سازي يك روش كاهش نويز در حسگرهاي INS با استفاده از تبديل موجك

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- الكترونيك ـ ديجيتال

1399

1401/12/16

سيد محمدرضا موسوي ميركلايي

پرديس دانشگاهي - دانشكده مهندسي برق

هدف از اين پروژه پياده‌سازي حذف نويز با FPGA از حسگرهاي ارزان قيمتINS با فناوري ساخت MEMS، به منظور بهبود عملكرد اين نوع حسگرها مي‌باشد. فناوري آرايه سوِئيچ فيوزهاي قابل برنامه‌ريزي چند باره، انقلابي نوين را در عرصه طراحي ديجيتال به وجود آورد، طوري كه اجازه مي‌دهند تا طراحي ديجيتال خود را با هر حجم و پيچيدگي لازم، طراحي و سپس به جاي انتخاب ICهاي استاندارد و جدا از هم و كنار هم قرار دادن آن‌ها روي يك مدار و وصل كردن آن‌ها از طريق يك بورد مدار چاپي، با استفاده از يكي از زبان‌هاي توصيف سخت‌افزاري نظير VHDL، هر يك از قطعات ديجيتالي مورد نياز را نوشته و با وصل كردن نرم‌افزاري آن‌ها سرانجام فايل كامپايل شده نهايي را از طريق بسته سخت افزاري خام با تعداد پايه‌هاي مورد نياز برنامه‌ريزي كرده و از اين ICهاي جديد خود ساخته استفاده مي‌شود. اين پرژه براي سامانه اينرسي (INS) پياده‌سازي انجام شده است. سامانه ناوبري اينرسي (INS) يك نوع سامانه مستقل است كه در هر نوع شرايط آب‌ و هوايي كار كرده و مي‌تواند اطلاعات جهت يابي 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 مزايايINS مي‌باشد. اما به دليل خطاهاي ناشي از حسگرهاي ژيروسكوپ و شتاب‌سنج، دقت عملكرد حسگر INS، با گذشت زمان كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر، با گذشت زمان عملكرد آن دچار خطاهايي مي‌گردد. بنابراين، براي دستيابي به به خروجي‌هاي دقيق در هر فركانسي، سامانهINS بايد به متناوب و در فاصله‌هاي زماني منظم به وسيله سامانه‌هاي اندازه‌گيري جانبي، روش‌هاي مدل‌سازي و حذف نويز به روزرساني گردد. در اين پروژه روش حذف نويز موجك مبتني بر ليفتينگ مي‌باشد كه در بستر سخت افزار FPGA پياده‌سازي شده است. در واقع، يك الگوريتم حذف نويز حسگرهاي اينرسي پياده‌سازي شده است. استفاده از فناوري FPGA باعث سرعت بالاي توبع منطقي در پردازش و كاهش سخت افزار مورد نياز و كاهش حجم مدار و كاهش چشمگير توان مصرفي و اتلاف توان مي‌باشد.

1402/02/16

Design and implementation of a noise reduction method in INS sensors using wavelet transform

3/6/2024 12:00:00 AM

The aim of this paper is to implement denoising or FPGA from the cheap FINS sensors with MEMS manufacturing technology with the purpose of improve the performance of this type of sensors. Multi-programmable fuse switch array technology brought about a new revolution in the field of digital design, so that, this technology allows the digital design to be planned with any necessary volume and complexity, then, by using one of the hardware description languages such as VHDL instead of choosing separate standardized ICs and putting them together on a circuit and connecting them through a printed circuit board, each of the required digital parts is written. Finally, the final compiled file is programmed through the raw hardware package with the required number of bases and this new self-made IC will use. This paper has been implemented for Inertial Navigation System (INS). INS is a type of independent system that works in any kind of weather conditions and can provide continuous orientation information of location, speed and state without being affected by the environment. Also, safety from jamming and high bit rate are other advantages of INS. But due to the errors caused by the gyroscope and accelerometer sensors, the accuracy of the INS sensor performance decreases over time, in other words, its performance hurts errors over time. Therefore, to achieve true outputs at any frequency, the INS system must be updated periodically and at regular intervals by means of lateral measurement systems, modeling and elimination methods. In this paper, the wavelet denoising method is based on lifting, which is implemented in platform of FPGA hardware. In fact, a denoising algorithm of inertial sensors has been implemented. The use of FPGA technology causes a high speed of Logical distribution in processing and reduces the required hardware and the size of the circuit, major reduction in power consumption and power loss.

INS , تبديل موجك گسسته , طرح ليفتينگ , الگوريتم ژنتيك

INS , wavlat , lifting , ins

Sare Maenavi

Dr. Moosavi Mirkolaei