عنوان پایان‌نامه
ارائه یک روش ترکیبی به منظور تعیین مو قعیت و وضعیت سکو ها ی پرنده با استفاده از ادغام اطلا عات سنجنده های چند گانه
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری - فتوگرامتری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2105;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 52280
- تاریخ دفاع
- ۲۹ فروردین ۱۳۹۱
- دانشجو
- قاسم عبدی
- استاد راهنما
- فرهاد صمدزادگان
- چکیده
- با توسعه سکوهای هوایی بدون سرنشین، مباحث ایمنی و ناوبری اتوماتیک به‌عنوان یک چالش اصلی در کنترل آن‌ها اهمیت یافته است. سیستم‌های ناوبری استاندارد اغلب بر مبنای سیستم‌های ناوبری اینرشیال و سیستم‌های تعیین موقعیت جهانی می‌باشند. سیستم‌های ناوبری اینرشیال، بردار وضعیت را با استفاده از مجموعه‌ای از اندازه‌گیری‌ها نسبت به نقطه اولیه، به‌صورت نسبی محاسبه می‌کنند. لیکن به‌دلیل خاصیت تجمعی خطاها در طول زمان این‌گونه سیستم‌ها می‌بایست توسط سیستم‌هایی که موقعیت لحظه‌ای خود را فارغ از موقعیت نقاط قبلی محاسبه می‌نمایند (نظیر سیستم‌های تعیین موقعیت جهانی ماهواره‌ای) بطور مرتب مقداردهی اولیه شوند. از سوی دیگر استفاده از سیستم‌های تعیین موقعیت جهانی ماهواره‌ای با توجه به خطاها و پارازیت‌های مختلف، عدم پوشش جامع و امکان قطع سیگنال، با مشکلات و محدودیت‌های متعددی مواجه می‌باشد. در این راستا به منظور غلبه بر محدودیت‌های سایر سیستم‌های ناوبری، استفاده از مشاهدات تصویری مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. امّا تاکنون تحقیقات منسجمی در خصوص ارزیابی و بکار‌گیری همزمان این سیستم‌ها صورت نگرفته است. در این تحقیق، روشی نوین در زمینه ناوبری ترکیبی به منظور تعیین موقعیت و وضعیت سکوهای پرنده با استفاده از ادغام اطلاعات سنجنده‌های چندگانه، جهت افزایش قابلیت اعتماد، سرعت و دقت ناوبری اتوماتیک ارائه شده است. روند مورد نظر در این تحقیق به دو مرحله‌ی پیش از پرواز، شامل پردازش و آماده‌سازی پایگاه داده‌های مکانی مرجع با توجه به مقیاس نقشه، وسعت منطقه، دقت تعیین موقعیت و طراحی مسیر سکو، و در حین پرواز، شامل پیش‌بینی پارامترهای موقعیت و وضعیت سکو با استفاده از مدل دینامیکی سیستم ناوبری اینرشیال و سپس تصحیح بردار حالت پیش‌بینی شده با استفاده از مشاهدات سایر سیستم‌های ناوبری و کمک ناوبری، تقسیم می‌شود. به منظور ارزیابی توانایی روش ارائه شده در این پایان‌نامه، نسبت به تعیین پارامترهای ناوبری یک سکوی هوایی بر مبنای اندازه‌گیری‌های واحد اندازه‌گیری اینرشیال و پایگاه اطلاعات مرجع ایجاد شده در مناطق دارای پیچید‌گی‌های مختلف و با شرایط متفاوت اقدام گردید. نتایج حاصل بیانگر توانایی روش ارائه شده در زمینه تعیین پارامترهای موقعیت و وضعیت در ناوبری اتوماتیک سکوهای هوایی می‌باشد.
- Abstract
- During the development of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), one of the major concerns has been the issue of improving the accuracy, coverage, and reliability of automatic navigation system within the imposed weight and cost limitations. Standard aerial navigation systems often rely on Global Positioning System (GPS) and Inertial Measurement Unit (IMU), alone or in a combination. In aerial vehicles the GPS signal can becomes unreliable, blocked or jammed by international interferences (especially for a GPS operating on civilian frequencies). On the other hand, a stand-alone IMU drifts with time and will be unacceptable after a few seconds (especially for small-size aerial vehicles which use low-cost IMU). In this respect, many researches have been made to improve of the efficiency and robustness of GPS/IMU navigation by visual aiding; this can be achieved by combining inertial measurements from an IMU with the position resulting from visual observations. In this paper, we present a method for multi-sensor based navigation of aerial vehicles which is to determine precise pose parameters of the vehicle in real time. In this context, a Terrain-Aided Navigation (TAN) system provides attitude and position observations in an Extended Kalman Filter (EKF) algorithm for precisely determining the pose parameters of the vehicle using IMU motion model. The pose estimation strategy has been tested on a number of different sites and experimental results prove the feasibility and robustness of the proposed method.
