مقايسه چهار روش مكان يابي در كشاورزي به كمك سامانه موقعيت ياب جهاني و واحد اندازه‌گيري ماند

Comparison of four different methods for agricultural positioning using GPS and IMU

به منظور ارزيابي ميزان دقت روش هاي مكان يابي، در اين تحقيق چهار روش مختلف، توسط حركت يك روبات كنترل از راه دور بر روي يك مسير معين مورد مقايسه قرار گرفت. روش هاي مقايسه شده عبارتند از: به كارگيري يك واحد مكان ياب جهاني (GPS)، تلفيق داده هاي سه واحد GPS، استفاده از يك واحد اندازه گيري ماند (IMU) به تنهايي و تلفيق داده هاي GPS/IMU. مقايسه اين چهار روش نشان داد كه استفاده از تلفيق داده هاي سامانه مكان ياب جهاني و واحد اندازه گيري ماند به كمك فيلتر كالمن، نسبت به روش هاي ديگر، دقت بالاتري در مكان يابي به‌دست مي-دهد؛ به‌طوري‌كه ريشه ميانگين مربعات خطاي اين روش cm4/23 به‌دست آمد. به كارگيري سه واحد GPS به‌طور هم‌زمان كه در موقعيت هاي ثابت و با فاصله نسبتاً دور از يكديگر نصب شده اند، نيز با ريشه ميانگين مربعات خطاي cm3/31، در رتبه بعدي اين مقايسه قرار گرفت. همچنين بررسي داده هاي به دست آمده از واحد اندازه گيري ماند نشان داد كه كاربرد اين وسيله به تنهايي، به دليل وجود خطاهاي تجمعي، براي تعيين موقعيت مناسب نمي باشد.

In this research, four different positioning methods were compared in order to evaluate their accuracy, using a remotely controlled robot on a specific route. These methods included: using a single GPS module, combining the data from three GPS modules, using an Inertial Measurement Unit (IMU), and GPS/IMU data fusion. The comparison of these four methods showed that GPS/IMU data fusion along with a Kalman filter was the most precise method, having a root mean square error of 23.4cm. Integrating the data acquired simultaneously from three GPS modules with fixed and equally spaced position and far enough from each other, had a root mean square error of 31.3cm was the second most precise method. Also analysis of the IMU data showed that due to cumulative errors, it was not a suitable method using a single IMU for positioning.