Pozycjonowanie bazujące na wielosensorowym filtrze Kalmana. Positioning based on the multi-sensor Kalman filter



Podobne dokumenty
Służą opisowi oraz przewidywaniu przyszłego kształtowania się zależności gospodarczych.

Wsiądź do Ciuchci Wybierz się w podróż z Przedszkolem Ciuchcia

Pienińskich Portali Turystycznych

PODSTAWY EKSPLOATACJI

ZESTAW ZADAŃ Z INFORMATYKI

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej

Teoria i praktyka. Wyższa Szkoła Turystyki i Ekologii. Fizyka. WSTiE Sucha Beskidzka Fizyka

Zasady budowania prognoz ekonometrycznych

Współczynnik korelacji liniowej oraz funkcja regresji liniowej dwóch zmiennych



$y = XB KLASYCZNY MODEL REGRESJI LINIOWEJ Z WIELOMA ZMIENNYMI NIEZALEŻNYMI

L6 - Obwody nieliniowe i optymalizacja obwodów

Rachunek prawdopodobieństwa i statystyka W 11: Analizy zależnościpomiędzy zmiennymi losowymi Model regresji wielokrotnej

CZĘŚĆ 6. MODEL REGRESJI, TREND LINIOWY ESTYMACJA, WNIOSKOWANIE

przegrody (W ) Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 1

Temat: Wyznaczanie odległości ogniskowej i powiększenia cienkich soczewek.

25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx

ZASTOSOWANIE METODY GRAFÓW WIĄZAŃ DO MODELOWANIA PRACY ZESPOŁU PRĄDOTWÓRCZEGO W SIŁOWNI OKRĘTOWEJ

XXX OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP III Zadanie doświadczalne

INSTYTUT LABORATORIUM ZAKŁAD TEORII KONSTRUKCJ Z TEORII MECHANIZMÓW I MASZYN MANIPULATORÓW MECHANIZMÓW I MASZYN

PORÓWNANIE TEMPERATUR W HALI ZWIERZĄT WYZNACZONYCH NA PODSTAWIE BILANSU CIEPŁA OBLICZONEGO RÓśNYMI METODAMI

RACHUNEK NIEPEWNOŚCI POMIARU

Problem częstotliwości drgań własnych w wirujących układach mechanicznych pojazdów szynowych

Blok 2: Zależność funkcyjna wielkości fizycznych

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY



x 1 x 2 x 3 x n w 1 w 2 Σ w 3 w n x 1 x 2 x 1 XOR x (x A, y A ) y A x A

ANALIZA OBWODÓW DLA PRZEBIEGÓW SINUSOIDALNYCH METODĄ LICZB ZESPOLONYCH

WikiWS For Business Sharks

W podróży Elżbieta Dzikowska Miasto na siedmiu wzgórzach. Ekologia Ciemność, widzę ciemność! Rosyjska przygoda. Miłosz Brzeziński Psychołaskotki

Problem nośności granicznej płyt żelbetowych w ujęciu aktualnych przepisów normowych. Prof. dr hab. inż. Piotr Konderla, Politechnika Wrocławska

Automatyzacja Procesów Przemysłowych

Rozwiązywanie belek prostych i przegubowych wyznaczanie reakcji i wykresów sił przekrojowych 6

WPŁYW AKCESJI POLSKI DO UNII EUROPEJSKIEJ NA ROZWÓJ ROLNICTWA EKOLOGICZNEGO. Lidia Luty

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Metody numeryczne. Różniczkowanie. Wykład nr 6. dr hab. Piotr Fronczak


x y x y y 2 1-1

Józef Beluch Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie. Wpływ wag współrzędnych na wyniki transformacji Helmerta

Wydział Elektryczny. Katedra Telekomunikacji i Aparatury Elektronicznej. Instrukcja do pracowni specjalistycznej

= oraz = ; Przykładowe zadania EGZAMINACYJNE z przedmiotu PODSTAWY AUTOMATYKI. Transmitancja operatorowa

INSTRUKCJA LABORATORIUM Metrologia techniczna i systemy pomiarowe.

ZADANIE 1 Poniżej znajduje się fragment wykresu funkcji y = f (x). ZADANIE 2 Na podstawie podanego wykresu funkcji f

METODY KOMPUTEROWE 1

- Jeśli dany papier charakteryzuje się wskaźnikiem beta równym 1, to premia za ryzyko tego papieru wartościowego równa się wartości premii rynkowej.

12. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH. z = x + y jest R 2, natomiast jej

EGZAMIN GIMNAZJALNY W ROKU SZKOLNYM 2012/2013

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

gdzie E jest energią całkowitą cząstki. Postać równania Schrödingera dla stanu stacjonarnego Wprowadźmy do lewej i prawej strony równania Schrödingera

± Δ. Podstawowe pojęcia procesu pomiarowego. x rzeczywiste. Określenie jakości poznania rzeczywistości

.<=->./?-> 0 A " #($" $' $ "./ F / % 6789 G HIJKLMNO 2 #$ ab]^[ #$ P 6 c_`ab b ]^FG&H+ IJ K LMNO P$QR SU^I T T+ UV? cwxky N ` ]^ Z[\]^ _

Programowanie nieliniowe optymalizacja funkcji wielu zmiennych

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( ) ( ) 2. r s. ( i. REGRESJA (jedna zmienna) e s = + Y b b X. x x x n x. cov( (kowariancja) = (współczynnik korelacji) = +

Wykaz podręczników w klasach I III w roku szkolnym 2013/2014

( ) σ v. Adam Bodnar: Wytrzymałość Materiałów. Analiza płaskiego stanu naprężenia.

Analiza rodzajów skutków i krytyczności uszkodzeń FMECA/FMEA według MIL STD A

E2. BADANIE OBWODÓW PRĄDU PRZEMIENNEGO

Realizacja funkcji przełączających

Prognozowanie- wiadomoci wstpne

MATURA PRÓBNA 2 KLASA I LO

ZESZYTY NAUKOWE NR 11(83) AKADEMII MORSKIEJ W SZCZECINIE. Fuzja danych nawigacyjnych w przestrzeni filtru Kalmana

Motto. Czy to nie zabawne, że ci sami ludzie, którzy śmieją się z science fiction, słuchają prognoz pogody oraz ekonomistów? (K.

f x f y f, jest 4, mianowicie f = f xx f xy f yx

WSPOMAGANE KOMPUTEROWO POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI CHWILOWEJ SYGNAŁÓW IMPULSOWYCH

MATEMATYKA POZIOM ROZSZERZONY PRZYKŁADOWY ZESTAW ZADAŃ NR 1. Czas pracy 150 minut

termodynamika fenomenologiczna p, VT V, teoria kinetyczno-molekularna <v 2 > termodynamika statystyczna n(v) to jest długi czas, zachodzi

Pomiar bezpośredni przyrządem wskazówkowym elektromechanicznym

Instrukcja dodawania reklamy

Metody prognozowania: Jakość prognoz Wprowadzenie (1) 6. Oszacowanie przypuszczalnej trafności prognozy

EGZAMIN GIMNAZJALNY W ROKU SZKOLNYM 2011/2012

Wykład 6. Klasyczny model regresji liniowej

Postać Jordana macierzy

Wygładzanie metodą średnich ruchomych w procesach stałych

Odczyt kodów felg samochodowych w procesie produkcyjnym

Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych. Materiał ilustracyjny do przedmiotu. (Cz. 2)

Metoda Elementów Skończonych w Modelowaniu Układów Mechatronicznych. Układy prętowe (Scilab)

Streszczenie referatu. Analiza własności silnika indukcyjnego synchronizowanego ( LS-PMSM ) metodą polową.

Wektory. P. F. Góra. rok akademicki

4. Schematy blokowe; algebra schematów blokowych

Założenia prognostyczne WPF

k m b m Drgania tłumionet β ω0 k m Drgania mechaniczne tłumione i wymuszone Przypadki szczególne


DIAGNOSTYKA WYMIENNIKÓW CIEPŁA Z UWIARYGODNIENIEM WYNIKÓW POMIARÓW EKPLOATACYJNYCH

ZAUTOMATYZOWANE STANOWISKO NAWIGACJI RADAROWEJ

dr inż. Dariusz ŚWIERCZYŃSKI dr inż. Marcin ŻELECHOWSKI


V JURAJSKI TURNIEJ MATEMATYCZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM FINAŁ 14 maja 2005 r.

Ekstrema funkcji dwóch zmiennych

Procedura normalizacji

I. Wymagania/ograniczenia obiektowe. II. Struktura układu sterowania

dr Michał Konopczyński Ekonomia matematyczna ćwiczenia


Algebra liniowa z geometrią analityczną. WYKŁAD 11. PRZEKSZTAŁCENIE LINIOWE WARTOŚCI I WEKTORY WŁASNE Przekształcenie liniowe

SYNTEZA PRZEKSZTAŁTNIKOWEGO UKŁADU STEROWANIA AUTONOMICZNYM GENERATOREM INDUKCYJNYM. CZĘŚĆ II BADANIA SYMULACYJNE

Rodzaje ryzyka zwi zane z inwestowaniem w polskie obligacje trzyletnie

Rozwiązywanie belek prostych i przegubowych wyznaczanie reakcji i wykresów sił przekrojowych 4-5



Transkrypt:

Scntfc ournal Martm Unvrt of Szczcn Zzt Naukow Akadma Morka w Szczcn 8, 13(85) pp. 5 9 8, 13(85). 5 9 ozcjonowan bazując na wlonorowm fltrz Kalmana otonng bad on th mult-nor Kalman fltr otr Borkowk, anuz Magaj, Marcn Mąka* Akadma Morka w Szczcn, Inttut Nawgacj Morkj 7-5 Szczcn, ul. Wał Chrobrgo 1, *tl. 91 48 9 566, *-mal: mmaka@am.zczcn.pl Słowa kluczow: wlonorow fltr Kalmana, fuzja danch nawgacjnch Abtrakt W artkul przdtawono algortm fuzj danch nawgacjnch. Algortm zotał zwrfkowan poprzz zamplmntowan go w potac aplkacj dzałającj w cza rzczwtm. rzdtawono wnk kprmntu polgającgo na ntgracj równolgłch pomarów pozcj, pochodzącch z dwóch różnch odbornków GS. K word: mult-nor Kalman fltr, navgatonal data fuon Abtract h artcl dcu an algorthm of navgatonal data fuon. h algorthm ha bn vrfd through t mplmntaton n a ral tm applcaton. aralll maurmnt of poton obtand from two dffrnt GS rcvr hav bn ntgratd n th prmnt. h prmnt rult ar prntd. Wtęp odtawą dobrj praktk morkj jt bzpczn prowadzn nawgacj, czl bzpczn bzkolzjn przprowadzn jdnotk płwającj z jdngo mjca do druggo. Zagadnn to prowadza ę do rozwązana dwóch zadań: okrślna pozcj wtczna właścwgo kuru trowango obktu. Konc dwudztgo wku to okr zbkgo rozwoju atltarnch tmów pozcjonowana. W dob nawgacj atltarnj praktczn każd tatk jt wpoażon w odbornk tmu GS, wkazując wpółrzędn pozcj oraz zlczając przbtą drogę. dnakż oprając ę tlko włączn na nformacj nawgacjnj otrzmwanj z pojdnczch, autonomcznch odbornków, narażam ę na rzko wtąpna znacznch błędów lub trat nformacj. Wnka to z wad tch tmów, jaką jt możlwość tounkowo łatwgo zakłócana ch prac. Spoobm na znaczn zrdukowan tgo rzka jt zantalowan tmu okrślana pozcj wkorztującgo klka nzalżnch źródł nformacj o położnu trowango obktu. Stm tak, chocaż cągl udokonalan, takż wkazują pozcję z okrśloną dokładnoścą, al obarczoną błędm. dną z mtod rdukcj tgo błędu jt zatoowan tmu nawgacjngo, w którm do wznaczna dokładnj pozcj wkorztuj ę dan uzkwan z wlu źródł oraz poddaj j obróbc: ntgracj fltracj w clu dalzgo ogranczna błędów pomarowch. Główn zalt tmu okrślana pozcj wkorztującgo fltrację oraz ntgrację danch nawgacjnch z wlu źródł to: zwękzn nzawodnośc dzałana tmu, zmnjzn błędów pomarów, zapwnn cągłośc prac, zwękzn czętotlwośc uzkwana danch. dnm z możlwch rozwązań jt zatoowan tmu dzałającgo w oparcu o algortm wlonorowj fuzj danch z wkorztanm fltru Kalmana. Algortm zotał zwrfkowan poprzz zamplmntowan go w potac aplkacj Zzt Naukow 13(85) 5

otr Borkowk, anuz Magaj, Marcn Mąka dzałającj w cza rzczwtm. rzdtawono wnk kprmntu polgającgo na ntgracj równolgłch pomarów pozcj, pochodzącch z dwóch różnch odbornków GS. Op algortmu Rozważanu poddano dkrtn tm tochatczn z klkoma noram (czujnkam): gdz: (t) R n ( t + 1) Φ + w H + v 1, l,... (1) wktor tanu, m t R wktor pomarów -tgo nora () (1 m n), Φ, H tał macrz o odpowdnch wmarach, w(t), v (t) wktor zakłócń o charaktrtc bałch zumów gauowkch z zrowm wartoścam oczkwanm oraz macrzam kowarancj odpowdno Q R. Fuzję zboru danch l norów wraża ę śrdną ważoną [1]: ~ A1 ˆ 1 + A ˆ +... + A l ˆ l () gdz: A (t) macrz wag, ~ () t wktor fuzj tmat tanu, ˆ tmat wktora tanu. Etmat wktora tanu ˆ dla -tgo podtmu (okrślongo danm norm) uzkuj ę prz zatoowanu fltru Kalmana []: ˆ E Φ ˆ ( t 1\ t 1) H ˆ Φ ( t 1\ t 1) Φ + Q H H H ( t \ t) K H ( t \ t) ˆ + K E [ + R ] 1 K ˆ (3) gdz: ˆ tmata wktora tanu wznaczona bz znajomośc pomarów w chwl t, E (t) wktor nnowacj w chwl t, (t \ t 1) macrz kowarancj błędów fltracj wznaczona bz znajomośc wzmocnna fltru w chwl t, K (t) macrz wzmocnna fltru w chwl t, (t \ t) uaktualnona macrz kowarancj błędów fltracj, ˆ ( t \ t) uaktualnona tmata wktora tanu. Macrz wag wznacza ę z wzoru [3, 4, 5]: l 1 1 A jj j 1 (4) gdz: j (t) macrz krzżowj kowarancj błędów fltracj pomędz -tm, a j-tm podtmm tmu okrślongo równanm (1). Macrz krzżowj kowarancj błędów fltracj wznacza ę z wzoru [4, 5, 6]: j 1 [ Φ + Q] [ ] [ I n K H ] Φ j ( t 1) I K H n j j (5) gdz: I n macrz jdnotkowa o wmarach n n. Zdfnowan za pomocą równań () (5) algortm jt optmaln, gdż mnmalzuj ślad macrz warancj błędu tmatora fuzj [4, 5]. Badana Algortm fuzj danch nawgacjnch zotał zwrfkowan poprzz zamplmntowan go w potac aplkacj dzałającj w cza rzczwtm (onln). Ekprmnt badawcz polgał na ntgracj (fuzj) równolgłch pomarów pozcj, pochodzącch z dwóch różnch nruchomch odbornków GS (prz czm do clów ntgracj pomar jdngo z odbornków GS bł przuwan o znan wktor tranlacj). Wpółrzędn gografczn bł przkztałcan na wpółrzędn kartzjańk [6]. W clu ozacowana (ocn) jakośc tmacj wpółrzędnch pozcj zdfnowano błęd tmacj: ~ t t ~ (6) t () () () oraz błęd pomarow: ( ( 1 l GS (7) gdz: l lczba odbornków GS. GS 6 Scntfc ournal 13(85)

ozcjonowan bazując na wlonorowm fltrz Kalmana R. 1. Wpółrzędn kartzjańk ( 3) Fg. 1. Cartan coordnat ( 3), 1, [m], 1, [m] [m] [m] R.. Błęd tmacj błęd pomarow wpółrzędnch kartzjańkch ( 3) Fg.. Etmaton rror and maurmnt rror of Cartan coordnat ( 3) Zzt Naukow 13(85) 7

otr Borkowk, anuz Magaj, Marcn Mąka R. 3. Wkaźnk jakośc tmacj wkaźnk jakośc pomarów wpółrzędnch kartzjańkch ( 3) Fg. 3. Etmaton qualt ndcator and Cartan coordnat maurmnt qualt ndcator ( 3) [m] +, 1 + 1 [m ], 1, [m ], 1, [m ] R. 4. rajktora ruchu oraz wkaźnk jakośc tmacj pomarów trajktor ruchu ( 3) Fg. 4. Movmnt trajctor and th ndcator of tmaton qualt and of track maurmnt ( 3) 8 Scntfc ournal 13(85)

ozcjonowan bazując na wlonorowm fltrz Kalmana +, 1 + 1 [m ] R. 5. Wkaźnk jakośc tmacj pomarów trajktor ruchu ( 7) Fg. 5. h ndcator of tmaton qualt and of track maurmnt ( 7) Za wkaźnk jakośc tmacj wpółrzędnch kartzjańkch wbrano krtra kwadratow (czm mnjza wartość wkaźnka, tm lpza jakość tmacj): (8) gdz: lość ckl tmacj. odobn zdfnowano wkaźnk jakośc pomarów wpółrzędnch kartzjańkch: 1 l GS (9) Ocnę jakośc tmacj trajktor ruchu można dokonać, porównując wkaźnk: + + 1 1 1 (1) Na runkach 1 5 przdtawono przkładow wnk przprowadzonch badań. Uzkan wnk badań jdnoznaczn potwrdzają woką jakość tmacj mrzonch gnałów. Warto podkrślć, ż od pwngo cklu ( 3) wartość wkaźnka jakośc tmacj trajktor tablzuj ę, w przcwńtw do wartośc wkaźnków jakośc pomarów (r. 5). Można równż wnokować, ż wękza lczba odbornków GS będz mplkowała dokładnjzą tmację oraz zbzą tablzację wartośc wkaźnka jakośc tmacj trajktor. odumowan Otrzman wnk badań potwrdzają kutczność przdtawongo w artkul algortmu ntgracj danch nawgacjnch. Zaproponowana mtoda ntgracj fltracj danch umożlwa połączn w pojdncz gnał nformacj pozkanch z klku autonomcznch urządzń pomarowch oraz zmnjzn błędu pomaru pozcj trowango obktu. Zapwna takż zwękzn nzawodnośc dzałana tmu poprzz uzkwan danch z wlu norów, co pozwala na lmnację błędnch danch wjścowch powtałch np. wkutk uzkodzna układu pomarowgo. rzdtawon w nnjzm artkul analz ą punktm wjśca do dalzch badań mającch na clu m.n. okrśln wpłwu lośc norów na dokładność okrślana pozcj z wkorztanm zaproponowango algortmu oraz jgo przdatnośc do wznaczana pozcj obktów poruzającch ę. Bblografa 1. SAECZNY A.: AIS and Radar Data Fuon n Martm Navgaton. Matrał Mędznarodowj Konfrncj Eplo-Shp, Zzt Naukow AM, 4, (74), 39 336.. KACZOREK.: ora trowana tmów. WN, Warzawa 1996. 3. SAECZNY A., LISA A., MOHAMMAD C.: Fuzja danch nawgacjnch w prztrzn fltru Kalmana. Matrał Mędznarodowj Konfrncj Eplo-Shp, Zzt Naukow AM, 6, 11(83), 79 86. 4. SUN S.: Mult-nor Optmal Informaton Fuon Kalman Fltr wth Applcaton. Aropac Scnc and chnolog, 4, 8, 1, 4, 57 6. 5. SUN S., DENG Z.: Mult-nor Optmal Informaton Fuon Kalman Fltr. Automatca, 4, 4, 117 13. 6. HLIBOWICKI R.: Godzja wżza atronoma godzjna. WN, Warzawa 1981. Rcnznt: prof. dr hab. nż. Andrzj Statczn Akadma Morka w Szczcn Zzt Naukow 13(85) 9