Використання вейвлет перетворення при автономному визначенні широти місцеположення

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorАврутов, В. В.
dc.contributor.authorБурау, Н. І.
dc.contributor.authorГегельський, О. В.
dc.contributor.authorДавиденко, С. О.
dc.contributor.authorМатвієнко, О. В.
dc.contributor.authorПаздрій, О. Я
dc.date.accessioned2023-03-01T10:56:55Z
dc.date.available2023-03-01T10:56:55Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractenAutonomous determination of the latitude of the place of movable and immovable objects is used as an independent task, as well as the task of determination of the initial value of latitude for operation of both platform and platform-free navigation systems. To solve these problems, it is necessary to have an inertial measurement unit (IMU) with at least three gyroscopes and three accelerometers. When using the IMU, executed by MEMS technology, the output signals of micromechanical gyroscope and accelerometers have significant noise components. Kalman filter is usually used to filter such signals. However, for this purpose it is necessary to know, besides the exact mathematical model of sensitive elements, many of their initial random characteristics. In the article, the research was conducted in order to investigate the use of wavelet transformation for the filtering of output signals of micromechanical accelerometers and gyroscopes for autonomous determination of the latitude of the place. The peculiarity of using wavelet transform for noisy signals is that due to changing scale, wavelets can detect differences in process characteristics on different scales, and with help of the shift we can analyze process properties at different points on the whole investigated interval. Due to the properties of this system's fullness that it is possible to restore the process by means of inverse wavelet transform. The efficiency of the developed method of increasing the accuracy of the autonomous determination of the latitude of the IMU on the basis of micromechanical gyroscope and accelerometers has been experimentally confirmed. The projections of the angular velocity of Earth rotation and gravitational acceleration were obtained from the IMU made by MEMS technology. After that, the signals of the gyroscopes and accelerometers of the inertial measuring unit were filtered, using the wavelet ‘Daubechies 10’ in decomposition, and averaged. These signals were used in a computational algorithm to determine the latitude. The results showed that, unlike the well-known Kalman filter, which almost did not increase the accuracy of the latitude calculation, wavelet denoising and further averaging reduced calculation error by almost twice.uk
dc.description.abstractukАвтономне визначення широти місцеположення рухомих та нерухомих об’єктів являє собою або самостійну задачу, або частину задачі визначення початкового значення широти для роботи як платформних, так і безплатформних інерціальних навігаційних систем. Для вирішення цих задач необхідно мати інерціальний вимірювальний модуль (ІВМ) із принаймні трьома гіроскопами і трьома акселерометрами. При використанні ІВМ, виконаних за МЕМС технологією, вихідні сигнали мікромеханічних гіроскопів та акселерометрів мають значні шумові складові. Для фільтрації таких сигналів зазвичай використовують фільтри Калмана. Однак для цього необхідно знати, окрім точної математичної моделі чутливих елементів, ще багато їх апріорних випадкових характеристик. У статті були проведені дослідження з метою вивчення можливості використання вейвлетперетворення для фільтрації вихідних сигналів мікромеханічних гіроскопів і акселерометрів ІВМ при автономному визначенні широти місцеположення. Особливістю використання вейвлет-перетворення для зашумлених неоднорідних сигналів є те, що в зв'язку зі зміною масштабу, вейвлети здатні виявити відмінність у характеристиках процесу на різних шкалах, а за допомогою зсуву можна проаналізувати властивості процесу в різних точках у всьому досліджуваному інтервалі. Саме завдяки властивості повноти цієї системи, можна здійснити відновлення процесу за допомогою зворотного вейвлет-перетворення. Експериментально підтверджено працездатність розробленого методу підвищення точності автономного визначення широти з ІВМ на основі мікромеханічних гіроскопів та акселерометрів. Проєкції кутової швидкості обертання Землі та гравітаційного прискорення були отримані з ІВМ, виконаного за МЕМС технологією. Після цього сигнали гіроскопів та акселерометрів ІВМ були відфільтровані, використовуючи вейвлети сімейства Добеші 10-го рівня, й усереднені. Ці сигнали було використано в обчислювальному алгоритмі для визначення широти місцеположення. Результати показали, що, на відміну від відомого фільтру Калмана, який майже не підвищував точність визначення широти, завдяки вейвлет-перетворенню й подальшому усередненню його результатів вдалося зменшити похибки визначення широти місцеположення майже вдвічі.uk
dc.format.pagerangeС. 5-10uk
dc.identifier.citationВикористання вейвлет перетворення при автономному визначенні широти місцеположення / Аврутов В. В., Бурау Н. І., Гегельський О. В., Давиденко С. О., Матвієнко О. В., Паздрій О. Я // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2022. – Вип. 63(1). – С. 5-10. – Бібліогр.: 16 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/53222
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.sourceВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2022, Вип. 63(1)uk
dc.subjectгіроскопиuk
dc.subjectакселерометриuk
dc.subjectінерціальний вимірювальний модульuk
dc.subjectширотаuk
dc.subjectвейвлет-перетворенняuk
dc.subjectgyroscopesuk
dc.subjectaccelerometersuk
dc.subjectlatitude determinationuk
dc.subjectwaveletsuk
dc.subject.udc629.05uk
dc.titleВикористання вейвлет перетворення при автономному визначенні широти місцеположенняuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
VKPI-sPr_2022-63_p5-10.pdf
Розмір:
379.9 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 63(1)