研究生: |
黃俊凱 Chun-Kai Huang |
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論文名稱: |
微機電感測器於地面車輛定位系統之應用 MEMS-based Sensor Applications for Land Vehicle Positioning System |
指導教授: |
高維文
Wei-Wen Kao |
口試委員: |
卓大靖
Dah-Jing Jwo 黃緒哲 Shiu-Je Huang |
學位類別: |
碩士 Master |
系所名稱: |
工程學院 - 機械工程系 Department of Mechanical Engineering |
論文出版年: | 2005 |
畢業學年度: | 93 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 74 |
中文關鍵詞: | 陀螺儀 、加速儀 、電子羅盤 、擴增式卡爾曼濾波器 、互補濾波器 |
外文關鍵詞: | Extended Kalman Filter, Compass, Accelerometer, Gyroscope, Complementary Filter |
相關次數: | 點閱:344 下載:10 |
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近年來由於微機電(MEMS)系統快速發展與技術的成熟,低價位的慣性導航裝置已經能應用於車輛的定位研究之上。利用車輛在平面道路之約束條件運動模式,一組二維的加速儀就可以進行導航定位。本論文則使用多個微型感測器的定位系統來適時修正單一組加速儀定位的不足。我們主要使用三個微型感測器:電子羅盤、加速儀與陀螺儀,利用單晶片微處理器(PIC16F88)為溝通介面,將三個感測器結合起來,組合成一個定位系統裝置。感測器的信號處理首先根據電子羅盤及加速儀之間雜訊特性的差異,運用較為簡易的互補濾波器進行信號整合;最後利用車輛在慣性座標下的位置路徑、體座標上的速度與加速度,以及二維平面車輛之約束條件運動下的運動方程式與感測器雜訊為系統狀態,運用擴展式卡爾曼濾波器來進行車輛的方位與路徑估測並抑制雜訊彼此的漂移。
Recent years progress in the field of micro-electro-mechanical system (MEMS) has made low cost inertial devices become a possible option for land vehicle. In the hardware implementation part of this thesis, we discussed characteristics and interface designs for various sensors. In the digital signal process theoretical, first we designed a complementary filter according to the sensors noise characteristic. Then we designed a Kalman filter to integrate the compass, accelerometer, and gyroscope sensors output. By using the relationship between the constrain motion of the vehicle positions, speeds, accelerations, and sensors noises, sensor noise and drifts are effectively removed.
[1] http://www.gpsworld.com
[2] http://www.nasa.gov
[3]http://www.hq.nasa.gov/office/pao/History/alsj/4gimb.jpg
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