Orientációbecslő algoritmusok tervezése kvaternió reprezentációval
Az orientációbecslés klasszikus alkalmazásai hajók, repülőgépek, műholdak stb., míg a feltörekvő területek a robotika, mobil eszközök, emberi mozgás mérés, VR (virtual reality) és AR (augmented reality) szemüvegek.
E dolgozat motivációja quadcopterek pontos és gyors orientációbecslése.
Három orientációbecslő algoritmust fejlesztettünk ki, mely beépített giroszkóp, gyorsulásmérő és magnetométer adatok alapján kiterjesztett Kálmán-szűrő és kiegészítő szűrő segítségével kvaternióként szolgáltatja az eredményt. A szenzorokat lineáris modellel közelítjük, mely tartalmazza az offset-, lépték- és irányhibát és dinamikus hibaként fehér zajt foglal magában. Az algoritmus figyelembe veszi a mágneses zavarok és a gyorsulás okozta bizonytalanságot is. A módszer előnye, hogy a mágneses zavarok nem befolyásolják a vízszinthez képesti becslést, csak az irányt (ez fontos magasáramú kábelek körüli repülésnél). A numerikus szimulációk mellett optikai méréseket végeztünk a BME MOGI tanszékén, melyek referenciaként szolgáltak az implementációnk és a szakirodalomban található két új algoritmusának összehasonlításához.
szerző
-
Petényi József
Gépészeti modellezés mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Kalmár-Nagy Tamás
Docens, Áramlástan Tanszék
