190 likes | 382 Views
הטכניון - מכון טכנולוגי לישראל TECHNION - ISRAEL INSTITUTE OF TECHNOLOGY הפקולטה להנדסת חשמל המעבדה לבקרה ורובוטיקה. מה נראה היום. ניווט רובוט מבוסס IMU בעזרת Matlab מגישים יותם מיכאלי אור רוזנבוים מנחה ד"ר גבי דוידוב סמסטר: חורף/אביב שנה: תשס"ז. מה נראה היום. סקירת הבעיה
E N D
הטכניון - מכוןטכנולוגילישראלTECHNION - ISRAELINSTITUTE OF TECHNOLOGYהפקולטהלהנדסתחשמלהמעבדהלבקרהורובוטיקה מה נראה היום ניווט רובוט מבוסס IMU בעזרת Matlab מגישים יותם מיכאלי אור רוזנבוים מנחה ד"ר גבי דוידוב סמסטר: חורף/אביב שנה: תשס"ז
מה נראה היום • סקירת הבעיה • פתרונות אפשריים • הפתרון הנבחר • תוצאות • סיכום • מסקנות
סקירת הבעיה • בעולם של ימינו ישנה דרישה גדלה והולכת לניווטם של מערכות בצורה זולה מדייקת מהירה ואוטונומית. • מדידות GPS בלבד לא מספקות. • למדיד IMU זול ישנה שגיאת מדידה גדולה בנוסף לשגיאת היסט. • המודל עבור ניווט משולב IMU, GPS מאופיין באי-ליניאריות.
פתרונות אפשריים • שימוש רק ב-GPS – אינטרפולציה • הקטנת הרעש – IMU יותר טוב • סינון הנתונים – EKF, UKF, Monte Carlo • לא לצאת מהבית
הפתרון הנבחר • שילוב מדידות IMU+GPS
UPDATE PREDICT PROPAGATE הפתרון הנבחר • קופסא שחורה : סינון ע"י UKF ייצור ה-SP ומדידתם חישוב סטטיסטיקת המדידה המשוערכת עדכון המצב ע"י משוב משגיאת המדידה ייצור ה-SP וקידומם ע"פ מודל חישוב סטטיסטיקת המצב המשוערך
הפתרון הנבחר • סינון ע"י UKF • Zoom in
הפתרון הנבחר ייצור מסלול מדויק • סימולציה (ע"פ שלבים) צעד איטרציה חילוץ המדידות Y_imu = Y_imu_accurate + b + v הרעשת המדידות מסלול אמיתי + מסלול מורעש
תוצאות • סימולציה – מסלול פשוט
תוצאות • סימולציה – מסלול מתקדם
תוצאות • סימולציה – פרמטרי שגיאה לא נכונים
תוצאות • מדידות – מסלול 1
תוצאות • מדידות – מסלול 2
תוצאות • מדידות – מסלול למתקדמים
תוצאות • שערוך פרמטרי תיקון • פונקציה כללית – תיקון לא ליניארי • שגיאת היסט • שגיאת מתיחה דוגמאות להתנהגות תת-אופטימאלית של פרמטרי התיקון עבור שגיאת ההיסט : תגובת יתר לשערוך ההיסט פרמטרים שגויים- מע' לא יציבה
תוצאות פרמטרים תקינים עם שערוך ללא O.S.
תוצאות • מקרי קצה – בעיות GPS • תחילת ריצת – אין פרמטרי תיקון שגיאה ענקית • במהלך ריצה – פרמטרי התיקון קיימים, קימת שגיאה
סיכום ומסקנות • שני מימושים ל-UKF - הגדרנו את מטריצות הקווריאנס הבאות: • המימוש הנבחר- הוספת Q ל- ואת R ל- בשלב החיזוי לחישוב הסטטיסטיקות החדשות. • מימוש II- ניתן להרחיב את וקטור המצב ל: ואז למצוא את ה-SP עבור המצב החדש ועבור המדידה הבאה (כאשר ה-SP כוללות גם את הרעש). • המימוש ה-II לא התאים כיוון שקיבלנו מטריצת קווריאנס משוערכת שאינה מוגדרת חיובית. • שיערוך תיקון שגיאות IMU • אפשר לצאת מהבית
תודות • היינו רוצים להודות לאנשים הבאים : • ד"ר גבי דוידוב על הליווי המקצועי לאורך הפרויקט : מההסברים בנוגע לבניית המערכת ועד לעזרה בפתרון בעיות. • צוות המעבדה אורלי וקובי על התמיכה הטכנית והעזרה בבעיות מחשוב למיניהן.. • פרופ' נחום שימקין על עזרתו בהטמעת הרקע התיאורטי. • פרופ' אריה פואייר על הייעוץ שניתן בנוגע לקלמן פילטר. • פרופ' יעקוב אושמן על עזרתו.