ردیابی هدف زیرآبی فقط با جهت با چند حسگر با استفاده از صافی کالمن بی رد
چکیده
اهمیت غیر قابل انکار دریاها و اقیانوس ها در کاربردهای تجاری، تفریحی و دفاعی سبب شده تشخیص و ردیابی اجسام موجود در دریاها به عنوان یکی از زمینه های تحقیقاتی مهم، مطرح گردد. نیاز به ارتقا و بهبود دقت، پایداری و اجتناب از ریسک، با ظهور برنامه های کاربردی جدید و با رشد پذیرش ربات های زیرآبی در صنایع نظامی و غیرنظامی گسترش می یابد. یکی از عوامل اصلی، در عملیات زیر آب، توانایی اجرای عملیات طولانی مدت به صورت کاملاً خودکار و بدون نظارت از سوی یک کشتی روی سطح آب می باشد ، که این موضوع ضرورت پژوهش در مورد ردیابی زیر آب را پر رنگ تر می کند. در این پایان نامه سیگنال های ساطع شده از هدف با زوایای مختلف توسط چند حسگر دریافت می شوند. بردار اندازه گیری دریافت شده توسط حسگرها، شامل زاویه ورود بین سیگنال آکوستیکی با محور افق می باشد که یک رابطه غیر خطی با بردار حالت دارد. به علت غیرخطی بودن این مدل و با توجه به نویزی بودن داده ها، از صافی کالمن بی رد استفاده می کنیم. در این پایان نامه از نوع خاصی از صافی کالمن بی رد، به نام صافی کالمن بی رد افزوده استفاده خواهد شد که با صافی کالمن توسعه یافته و کالمن بی رد مقایسه می شود. به علت استفاده از چند حسگر، نیاز به ترکیب اطلاعات این حسگرها ضروری می باشد. از روش ترکیب اطلاعات کواریانس استفاده می کنیم و روش پیشنهادی با این روش مقایسه می شود که کارایی روش پیشنهادی در نتایج مشخص می-باشد. روش پیشنهادی ترکیب اطلاعات با ترکیب دو حسگر با هم مزیت هایی نسبت به روش ترکیب اطلاعات تک حسگر دارد، که می توان از بالا رفتن دقت تخمین و کاهش خطای ردیابی نام برد. در انتها با بررسی جایابی حسگرها، سه مدل جایابی برای چهار حسگر پیشنهاد شده، که مدل بیزوی در مسئله مورد بحث دارای مشاهده پذیری بهتری نسبت به سایر مدل ها می باشد.