research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

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.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

English (1)


Year
From To Submit

2015 (1)