تعيين موقعيت و ناوبري كوادروتور بدون بهره‌گيري از سيگنال‌ GPS با استفاده از فيلتر كالمن و نظريه تخمين

در اين پژوهش، تخمين موقعيت كوادروتور در محيط‌هاي داخلي با استفاده از فيلتر كالمن خنثي (UKF)ارائه‌شده است. در ابتدا مدل سيستم كوادروتور كه داراي سنسور (IMU) است، معرفي‌شده است. از يك كنترل‌كننده تناسبي-مشتق‌گير جهت پايدار‌سازي ارتفاع و وضعيت كوادروتور و از يك كنترل‌كننده مد لغزشي- انتگرالي جهت پايدارسازي موقعيت كوادروتور استفاده‌شده است. سپس از يك الگوريتم فيلتر كالمن خنثي براي سيستم چند سنسوري جهت به دست آوردن تخمين موقعيت كوادروتور استفاده مي‌شود. هدف در اين پژوهش اين است كه ميانگين خطاي تخمين در سيستم چند سنسوري كه روي كوادروتور قرار دارد به كمترين مقدار خود رسانده شود تا موقعيت كوادروتور در محيط داخلي با حداقل خطاي ممكن به اپراتور ارسال شود. در اين پژوهش ابتدا با استفاده از اطلاعات اندازه‌گيري 6 متغير و سپس با استفاده از اطلاعات اندازه‌گيري 3 متغير توسط سنسورهاي مناسب، موقعيت كوادروتور در مكان‌هاي داخلي تخمين زده‌شده است. همچنين عملكرد فيلتر كالمن خنثي در شرايط اضافه شدن نويز و اغتشاش، بررسي‌شده است. دستيابي به اين مهم كمك خواهد كرد تا كوادروتور مأموريت و مانور خود را بدون استفاده از سيستم موقعيت‌ياب جهاني (GPS) كه در محيط‌هاي داخلي با مشكل مواجه مي‌شود، به‌درستي انجام دهد. همچنين اپراتور با داشتن موقعيت كوادروتور، كنترل و هدايت آن را به‌طور مناسب انجام دهد. در پايان، براي اثبات كارايي فيلتر كالمن خنثي (UKF) پيشنهادي، نتايج شبيه‌سازي ارائه‌شده است.