ارتقا دقت مکان‌یابی با ترکیب داده‌های سنسورهای gps و imu با استفاده از فیلتر مدویک و الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی

با پیشرفت صنایع فضایی، رباتیک و خودروهای خودران، سیستم‌های تعیین موقعیت و جهت‌گیری اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده‌اند. این سیستم‌ها معمولاً مبتنی بر موقعیت‌یابی جهانی و حسگر gps هستند، اما ممکن است تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند نویزهای محیطی و کیفیت پایین حسگرها، دقت بالایی نداشته باشند. در سال‌های اخیر، استفاده از الگوریتم‌های ترکیب اطلاعات به منظور افزایش دقت تخمین زاویه سمت و جهت‌گیری مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، یک سیستم تخمین وضعیت بر پایه الگوریتم‌های فیلتر مدویک و حداقل مربعات بازگشتی طراحی و پیاده‌سازی شده است که با استفاده از حسگرهای ارزان‌قیمت gps و imu (حسگر واحد اندازه‌گیری اینرسی) عمل می‌کند. فیلتر مدویک یک الگوریتم ترکیب اطلاعات مبتنی بر حل مسئله بهینه‌سازی است که از روش‌های مختلف بهینه‌سازی، مانند الگوریتم گرادیان کاهشی و یا لونبرگ-مارکوارت، بهره می‌برد. این الگوریتم با ترکیب داده‌های مختلف حسگر imu (شتاب‌سنج، ژیروسکوپ و مغناطیس‌سنج) نویز و خطاهای اندازه‌گیری را کاهش داده و تخمین بهتری از زاویه سمت و جهت‌گیری فراهم می‌کند. در نهایت، با استفاده از تخمین‌های بدست آمده از حسگرهای gps و imu و الگوریتم حداقل مربعات بازگشتی، تخمین بهتری از زاویه سمت و موقعیت میسر می‌شود.