research centers


Search results: Found 5

Listing 1 - 5 of 5
Sort by

Article
STATIC CALIBRATION OF TRIAXIAL ACCELEROMETER USING NONLINEAR NUMERICAL METHOD
معايرة مقياس التعجيل ثلاثي المحاور في الوضع الثابت بأستخدام طريقة عددية غير خطية

Loading...
Loading...
Abstract

Triaxial accelerometers are used in various applications, such as inertial navigation systems (INSs) and inclinometers. Such accelerometers must be calibrated as accurately as possible because accelerometers with even small biases could result in a very fast position drift when they are used for INS applications and could result in inaccurate tilt angle measurements. Since the calibration parameters of a triaxial accelerometer vary under different environmental conditions, including temperature change, the gain factors and biases change whenever the sensor is switched on. Thus, an accelerometer must be calibrated before use or when the temperature is significantly changed. This paper presents a triaxial accelerometer calibration method using a mathematical model of nine calibration parameters: three gain factors, three biases and three non orthogonality factors. The fundamental principle of the proposed calibration method is that the sum of the triaxial accelerometer outputs is equal to the gravity vector when the accelerometer is stationary. The proposed method requires the triaxial accelerometer to be placed in forty eight tilt angles to estimate the nine calibration parameters. Since the mathematical model of the calibration parameters is nonlinear, an iterative method is used Levenberg-marquardt algorithm (LMA). The results are verified by comparing the estimated data and corrected data with how far or close from surface of sphere that have radius 1g and center (0,0,0) by calculating the standard deviation.

تستخدم اجهزة قياس التعجيل ثلاثي المحاور في مختلف التطبيقات، مثل نظم الملاحة بالقصور الذاتي وحساب الميل. قبل استخدام هذه الاجهزه يجب معايرتها بسبب وجود التحيز، حتى القيم الصغيرة يمكن أن تؤدي إلى الانجراف بشكل سريع جدا عندما يتم استخدامها لتطبيقات الملاحة يمكن أن يؤدي إلى قياسات غير دقيقة في زاوية الميل(كما في اجهزة المساحة الالكترونية). معاملات المعايرة لمقياس التعجيل الثلاثي المحاور تتغير بسبب تغير الظروف، بما في ذلك تغير درجة الحرارة، ووضعية الخزن لمده طويله حيث تتغير معاملات المعايرة كلما تم تشغيل جهاز استشعار. وبالتالي، يجب معايرة الاجهزة قبل الاستخدام أو عند تغيير كبير في درجة الحرارة. يقدم هذا المقال طريقة معايرة باستخدام نموذج رياضي من تسعة معاملات معايرة: ثلاثة عوامل للكسب و ثلاثة للتحيز وثلاثة عوامل لعدم التعامد. المبدأ الأساسي لطريقة المعايرة المقترح هو أن مجموع المخرجات لمقياس التعجيل يساوي متجه الجاذبية في حالة الوضعية الساكنة. تتطلب الطريقة المقترحة ان يوضع جهاز قياس التعجيل في ثمان وأربعين زاوية مختلفة لحساب معاملات المعايرة التسعة. بما ان النموذج الرياضي لمعاملات المعايرة هو غير خطي، يتم استخدام أسلوب التكرار (LMA). بعد ذلك يتم التحقق من النتائج بمقارنة البيانات المقاسة من جهاز الاستشعار مع البيانات المصححة و مدى قربها من سطح الكرة التي نصف قطرها (1g) ومركزها (0,0,0) باحتساب الانحراف المعياري.

Keywords

MEMS --- Accelerometer --- calibration --- LMA.


Article
ANALYSIS AND MITIGATION OF HAND ARM POWER TOOLS VIBRATION
دراسة تأثير الاهتزاز على اليد البشرية وكيفية تقليله

Authors: Jumaa S. Chiad --- Bashar A. Bedaiwi --- Mohannad Yousif Idrees
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2016 Volume: 20 Issue: 5 Pages: 172-188
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

The hard workers are usually suffering from big medical problems after working with vibrating equipment such as compressor and different type of drills. These and many relative problems give a big motivation to study, measuring and analysis the vibration. The data were resulting from the vibration of the power tools to the human hand of the user that is in touch with this vibrating equipment are considered one of the most interesting Biomechanical Engineering. This work studies the vibration frequency, displacement, velocity acceleration that will be measured at different hand points. Examination was conducted to two workers (subjects) which are different in age, weight and height. This investigation requires a design and manufacture of vibration measurement system according to international standard( ISO 28927-10).ANSYS 15 program was chosen in order to evaluate the numerical results and then to compare with experimental results. Different types were used of Anti-vibration gloves in order to reduce the vibration connecting to hand-arm worker. The results show that values of acceleration and frequency are increased with the decreasing the distance of sensor point from the drill handle. When using the subject (1) as grand foundation , the reduction in frequency and acceleration when wearing gloves, The reduction percentage in the metacarpal for the sponge handle is (34.4 %) while in the working gloves is (30.6 %) , silicon gloves is (28.6 %), cloth gloves is (26.6 %), and leather gloves is (25.9 %). It was found that the reduction percentage in the carpal for the sponge handle is (44.8 %) while in silicon gloves is (40.8 %), the working gloves is (25.4 %), leather gloves is (19.5 %), and cloth gloves is (18 %). It was found that the reduction percentage in the elbow for the sponge handle is (42.6 %) while in silicon gloves are (28.3 %), and the working gloves is (15.4 %). The reduction percentage in the shoulder for the silicon gloves was (38.1 %) while in the leather gloves is (21.7 %), and the sponge handle is (1.5 %).

غالباً ما يعاني العاملين في الاعمال الشاقة خصوصا الذين يستخدمون معدات ذات طبيعة اهتزازية كالمثقاب والضواغط من مشاكل صحية كبيرة.هذه المشاكل شجعت على دراسة وقياس وتحليل الاهتزاز للعاملين في هذا المجال. و البيانات التي تم استنتاجها مناهتزاز المعدات ذات الطبيعة الاهتزازية التي اجريت على يد المستخدم والتي كانت بتلامس مباشر مع الالة هي واحدة من اكثر تطبيقات الهندسة الحيوية اثارة للاهتمام. يتناول هذا العمل تردد الاهتزاز، والتشوه، والسرعة والتعجيل التي سيتم قياسها في نقاط مختلفة من اليد.أجريت دراسة لاثنين من العمال (موضوعات) والتي تختلف في العمر والوزن والطول. ولدراسة الاهتزاز وقياسه تم تصميم منظومة قياس بموجب النظام العالمي (ISO 28927-10 ).تم اختيار برنامج ANSYS 15 من أجل ايجاد النتائج العددية ومن ثم مقارنتها مع النتائج التجريبية. تم استخدام أنواع مختلفة من القفازات المضادة للاهتزاز وذلك للحد من الاهتزاز الواصل الى ذراع العامل. خمسة انواع من القفازات المستخدمة وهي قفازات السيليكون، وقفازات القماش، والقفازات الجلدية، قفازات العمل ومقبض الإسفنج.اظهرت النتائج انه بزيادة المسافة عن مقبض المثقاب فان التعجيل والتردد المقاس سوف يتناقص بشكل ملحوظ. تم اختيار الشخص الاول كاساس للمقارنة بين التعجيل والتردد عند ارتداء القفازات, وجدنا أن نسبة الانخفاض في المشط لمقبض الاسفنج هي (34.4٪)، في حين قفاز العمل هو (30.6٪)، وقفاز السيليكون هي (28.6٪)، وقفاز القماش هي (26.6٪)، وقفازالجلد هي (25.9٪). كما وجد أن نسبة الانخفاض في الرسغ لمقبض الاسفنج هي (44.8٪) في حين قفاز السيليكون هي (40.8٪)، وقفاز العمل هي (25.4٪)، وقفاز الجلد هي (19.5٪)، وقفاز القماش هي (18٪). كما وجد أن نسبة الانخفاض في الكوع لمقبض الاسفنج هي (42.6٪) في حين قفاز السيليكون هي (28.3٪)، وقفاز العمل هي (15.4٪). كما وجدنا أن نسبة الانخفاض في الكتف لقفاز السيليكون هي (38.1٪)، في حين قفاز الجلد هي (21.7٪)، ومقبض الاسفنج (1.5٪).


Article
Frequency and Acceleration Measurement for the Above Knee Prosthetic Limb and its Comparison with the Healthy Limb
قياس التردد والتعجيل في طرف صناعي لبتر فوق الركبة ومقارنتة مع الطرف السليم

Authors: Jumaa S. Chiad --- Bashar A. Bedaiwi
Journal: Journal of Engineering and Sustainable Development مجلة الهندسة والتنمية المستدامة ISSN: 25200917 Year: 2012 Volume: 16 Issue: 4 Pages: 438-452
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

Comfort, stability, weightiness, stiffness, flexibility, toughness and cost are the most important goals during which all researchers try to reach. In this work, the first challenge is to design and manufacture vibration measurement system which consists of a shaker ,cam, motors, speed varitor and accelerometer. This system is used to measure displacement ,velocity ,acceleration and frequency in amputation joint in the whole body in the selected eleven points with four speed motor (500,600,700 and 800 rpm).The amputee case study is of age, weight, length and the residual amputee limb of 28 years, 75kg, 175cm and 38 cm respectively. The amputee lost his lower limb due to a car accident since 2002.Results show that the value of acceleration and frequency increases when motor speed increases. While the acceleration and frequency decreases when accelerometer position from the shaking table increases . Moreover , the acceleration values for prosthetic limb will be more than of the healthy limb with percent of about (10.3,8.1,8.4,11.6,2.7,6.8)% for foot, ankle, leg, knee, thigh and hip respectively. While the acceleration values of artificial limb with liner are less than those of artificial limb without liner with (7.8,0.86,23.05,1.01,2.6 and 5.04)% for foot, ankle, leg, knee, thigh and hip respectively .Finally ,the frequency results show that the frequency values of the prosthetic limb will be more than of the healthy limb with percent of about ( 65.5,63.8,60.2,60,54.5,46.9)% for foot, ankle, leg, knee, thigh and hip respectively. Also the frequency values of the prosthetic limb with liner are less than of prosthetic limb without liner with (14.02,3.2,4.8.6.7,10.5and 9.3)% for foot, ankle, leg, knee, thigh and hip respectively.

الراحة ,الاتزان ,الوزن ,المتانة,المرونة والكلفة هذة اهم الاهداف التي يحاول الباحثون الوصول اليها. في هذا العمل كان التحدي الاكبر هو تصميم وتصنيع منظومة لقياس التردد والتعجيل للطرف الصناعي لبتر فوق الركبة تلك المنظومة تالفت من منضدة اهتزازية,كامة,ماطور,منظم سرعة ومتحسس تعجيل بهدف قياس البيانات الاهتزازية لاربع سرع (800,700,600,500) دورة في الدقيقة لاحد عشر موقع تبعد من ارضية الاهتزاز صعودا للطرفين الصناعي والسليم لمعوق بترت ساقة اثناء حادث مروري منذ العام 2002 ,كتلة وطول وعمر وطول البتر للمعوق كانت 75 كيلو غرام , 175سم, 28 سنة و38 سم على التوالي.النتائج اظهرت انة كلما زادت السرعة الدورانية لماطور الاهتزاز كلما زاد التعجيل والتردد لكل النقاط الاحد عشر التي تم تثبيت المتحسس فيها , بينما اظهرت النتائج انة كلما ابتعدنا من ارضية السطح الاهتزازي صعودا للطرف الصناعي والسليم كلما انخفضت قيم التعجيل والتردد .نتائج التعجيل اظهرت انة بمقارنة قيم التعجيل للطرف الصناعي نسبة للطرف السليم فان قيم التعجيل تزداد بنسب ( 10.3,8.1,8.4,11.6,2.7,6.8)% لكل من القدم,الكاحل,الساق, الركبة , الفخذ والورك على التوالي , بينما اظهرت المقارنة بين الطرف الصناعي بالبطانة المرنة مع الطرف الصناعي بدون بطانة مرنة فان التعجيل للطرف بالبطانة المرنة تكون اقل من نظيرتها في الطرف الصناعي بدون بطانة مرنة بنسب (7.8,0.86,23.05,1.01,2.6 and 5.04)% لكل من القدم,الكاحل,الساق, الركبة , الفخذ والورك على التوالي. واخيرا اظهرت نتائج التردد انة بمقارنة قيم التردد للطرف الصناعي نسبة للطرف السليم فان قيم التردد تزداد بنسب ( 65.5,63.8,60.2,60,54.5,46.9)% لكل من القدم,الكاحل,الساق, الركبة , الفخذ والورك على التوالي , بينما اظهرت المقارنة بين الطرف الصناعي بالبطانة المرنة مع الطرف الصناعي بدون بطانة مرنة فان التردد للطرف بالبطانة المرنة تكون اقل من نظيرتها في الطرف الصناعي بدون بطانة مرنة بنسب (14.02,3.2,4.8.6.7,10.5and 9.3)% لكل من القدم,الكاحل,الساق, الركبة , الفخذ والورك على التوالي


Article
Low-Cost Attitude and Heading Reference System Filter Using Complementary Method
نظام تعيين الوضع والاتجاه بأستخدام المرشح التكميلي واطئ الكلفة

Authors: Emad Natiq Abdulwahab --- Mohammed Idrees Mohsin --- Akeel Ali Wannas
Journal: Engineering and Technology Journal مجلة الهندسة والتكنولوجيا ISSN: 16816900 24120758 Year: 2015 Volume: 33 Issue: 9 Part (A) Engineering Pages: 2159-2173
Publisher: University of Technology الجامعة التكنولوجية

Loading...
Loading...
Abstract

This paper presents an orientation filter using complementary filter applicable to low-cost sensors based on micro electro-mechanical system (MEMS). The MEMS implementation incorporates magnetic distortion and gyroscope bias drift compensation. The filter uses a quaternion representation, allowing accelerometer and magnetometer data to be used in an analytically derived andoptimized gradient-descent algorithm to compute the direction of the gyroscope measurement error as a quaternion derivative. The benefits of the filter are: (1) low scalar arithmetic operations for each filter update, (2) It is effective at low sampling rates; e.g. 10 Hz and (3) It contains adjustable parameters defined by observable system characteristics. The Performance was evaluated empirically using a commercially available orientation sensor and reference measurements of orientation obtained usingan accurate servo motor (resolution <0.3 degree). A simple calibration method is presented for the use of the electric-mechanical measurement equipment in this application. Results indicate that the filter achieves levels of accuracy exceeding that of the Kalman-based algorithm; < 0.821◦ for static RMS error and<2.093◦ for dynamic RMS (Root Mean Square) error. The implications of the low computational load and ability to operate at low sampling rates use of MARG(Magnetic, Angular Rate, and Gravity) sensor arrays in real-time applications of limited power, processing resources or applications that demand extremely high sampling rates

هذا المقال يقدم مرشح لاتجاه الاجسام باستخدام الطريقة التكميليةالمطبق على أجهزة استشعار منخفضة التكلفة العاملة على الانظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS). تعاني اجهزة الاستشعار MEMS تشويه في الاتجاه المغناطيسي لمتحسس المجال المعناطيسي والتحيز في الجايروسكوب الذي يؤدي بدوره الى الانجراف. يستخدم مرشح الاتجاة التكميلي الذي هو موضوع البحث التمثيل المركب المتعدد، مما يتيح استخدام بيانات التسارع والمغنطيسية في حساب المشتقة من الناحية التحليلية والحل الامثل لخوارزمية تدرج النزول لحساب خطأ الاتجاه المحسوب من الجايروسكوب كمشتقة للمركب المتعدد. تكمن فوائد المرشح التكميلي بما يلي: (1) انخفاض العمليات الحسابية العددية لكل تحديث، (2) فعالة عند معدلات عينات منخفضة (3) يحتوي على معاملات قابلة للتعديل تحددها خصائص النظام. تم تقييم الأداء تجريبيا باستخدام اجهزة استشعار متاحة تجارية لتحديد وضعية الاتجاه ومرجعية قياس تم الحصول عليها من موتور كهربائي دقيق (ذات دقة <0.3 درجة). قدمت طريقة معايرة بسيطة تستخدم اجهزة كهروميكانيكبة في هذا التطبيق. تشير النتائج الى فعالية هذا المرشح الاتجاهي والتي تقارب من نتائج مرشح كالمان،حيث اعطت جذر متوسط مربع قيمة الخطأ بين 0.821 درجة للحالة الاستاتيكية و2.093 درجة للحالة الدينامية. الآثار المترتبة على الحمل الحسابي المنخفض والقدرة على العمل في معدلات عينات منخفضة باستخدام MARG اعطى القابلية للعمل في ظروف المزامنة الحقيقية او اللحظية لموارد معالجة قليلة من ناحية المعالجات او الطاقة بالاضافة للعمل بمعدل عينات عالية جدا للتطبقات التي تحتاج الى ذلك، نظرا لقلة العمليات الحسابية لكل تحديث.


Article
A Mobile Based Activity Recog-nition Model

Author: Assist. Lecturer Ali Adel Al-Taei
Journal: journal of the college of basic education مجلة كلية التربية الاساسية ISSN: 18157467(print) 27068536(online) Year: 2017 Volume: 23 Issue: 98/علمي Pages: 75-92
Publisher: Al-Mustansyriah University الجامعة المستنصرية

Loading...
Loading...
Abstract

In the last decade, activity recognition (AR) of humans via smart phones became important and attractive subject for scholars and developers in many areas from health care to real-time security systems. In this research, we worked on AR that based on data col-lected from Android-based smart phone's accelerometers held at waist region while performing different activities (i.e. walking, jogging, climbing stairs, downing stairs, sitting, and standing). To achieve this goal, six classification algorithms were performed: Naïve Bayes (NB), Multi Layer Perceptron (MLP), Bayes Network (BN), Sequential Min-imal Optimization (SMO), Kstar, and Decision Tree (DT). Experi-mental results of the six models were illustrated and analyzed. Com-parison results declare that MLP algorithm outperforms other algo-rithms.

لقد اصبح التعرف على نشاط البشر عبر الهواتف الذكية من اهم المواضيع التي جذبت الباحثين في السنوات الاخيرة حيث يعتبر من المواضيع المهمة في تطوير مجالات الرعاية الصحية وانظمة الامن .يعتمد (AR) على البيانات التي تم جمعها من اجهزة الاستشعار التي تم وضعها في مناطق مختلفة من الجسم اثناء القيام بالانشطة اليومية المختلفة (المشي,الركض,تسلق السلالم,نزول السلالم,الجلوس,الوقوف) كما تعتبر البيانات التي تم الحصول عليها من اجهزة الاستشعار في منطقة الخصر من ادق البيانات . تم تنفيذ خوارزميات التصنيف( Naïve Bayes , Multi Layer Perceptron , Bayes Network , Sequential Minimal Optimization , Kstar, and Decision Tree)على هذه البيانات ومن ثم تحليل النتائج التجريبية للخوارزميات ومن خلال مقارنة نتائج الخوارزميات توصلنا الى ان خوارزمية MLP هي افضل خوارزميات التصنيف المستخدمة.

Listing 1 - 5 of 5
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (5)


Language

English (3)

Arabic (1)


Year
From To Submit

2017 (1)

2016 (1)

2015 (2)

2012 (1)