কলম্যান ফিল্টারগুলিতে অপ্রত্যাশিত শব্দটি কীভাবে মডেল করবেন?


9

পটভূমি:

আমি একটি সাধারণ কালমন ফিল্টার প্রয়োগ করছি যা একটি রোবটের শিরোনামের দিকটি অনুমান করে। রোবটটি একটি কম্পাস এবং জাইরোস্কোপ সহ সজ্জিত।

আমার বোঝাপড়া:

আমি আমার রাজ্যটিকে 2 ডি ভেক্টর হিসাবে উপস্থাপনের বিষয়ে ভাবছি , যেখানে বর্তমান শিরোনাম এবং জাইরোস্কোপের দ্বারা প্রতিবেদন করা ঘূর্ণন হার।(x,x˙)xx˙

প্রশ্নাবলী:

  1. তাহলে আমার বোঝার সঠিক থাকে, তখন কোনো নিয়ন্ত্রণ মেয়াদ হবে আমার ফিল্টার। এটা সত্যি? আমি যদি রাজ্যটিকে 1 ডি ভেক্টর হিসাবে গ্রহণ করি তবে কী হবে ? তারপর আছে আমার হয়ে নিয়ন্ত্রণ শব্দটি ? এই দুটি পদ্ধতিতে কি আলাদা ফলাফল পাওয়া যাবে?u(x)x˙u
  2. যেমনটি আমরা জানি, কম্পাসটি যখন বিকৃত চৌম্বকীয় অঞ্চলে থাকে তখন মূল শব্দ উত্সটি আসে the এখানে আমি অনুমান করি যে গাউসির আওয়াজ কম তাত্পর্যপূর্ণ নয়। তবে চৌম্বকীয় বিকৃতি সম্পূর্ণ অনির্দেশ্য। কলম্যান ফিল্টারে আমরা কীভাবে এটির মডেল করব?
  3. কলম্যান ফিল্টারে, "সমস্ত শোরগোল সাদা" এমন ধারণা কি প্রয়োজনীয়? বলুন, যদি আমার শব্দ বিতরণটি আসলে ল্যাপ্ল্যাকিয়ান বিতরণ হয় তবে আমি কি এখনও কলম্যান ফিল্টার ব্যবহার করতে পারি? অথবা আমাকে এক্সটেন্ডেড কালম্যান ফিল্টারের মতো অন্য ফিল্টারটিতে যেতে হবে?

উত্তর:


6
  1. কন্ট্রোল ইনপুট হিসাবে গাইরো সহ আমি এটি এক-রাজ্য সিস্টেম (এক্স) হিসাবে মডেল করব। গাইরো গোলমাল স্টেট ইনপুট শয়েজ, কম্পাস শব্দটি পরিমাপের শব্দে পরিণত হয়। সুতরাং আপনার সিস্টেমের মডেলটি যেখানে ফিল্টারটির দিকনির্দেশের অনুমান, যা আপনি আপনার কলম্যানকে পাওয়ার জন্য কম্পাসের দিকের সাথে তুলনা করেন হালনাগাদ.
    θ˙^=ωgyro+w
    y^=x^
    y^
  2. চৌম্বকীয় বিকৃতিটি কঠিন হতে চলেছে, কারণ আপনি যদি কোনও এক জায়গায় বসে থাকেন তবে এটি একটি ধ্রুবক অফসেট শব্দ হিসাবে উপস্থিত হবে - কলম্যান ফিল্টার এটি ভালভাবে মোকাবেলা করবে না। আমি নিশ্চিত যে আপনি হয় বিকৃতি মানচিত্র করতে হবে, কিছু দ্বিতীয় পরম দিক রেফারেন্স পেতে, বা কেবল বিকৃতি গ্রহণ করতে হবে।
  3. আপনি সম্ভাবনা বিতরণের সাথে বর্ণালী সামগ্রী বিভ্রান্ত করছেন। যদি গোলমাল সাদা হয়, তবে প্রতিটি নমুনা অন্য যে কোনও নমুনার থেকে পুরোপুরি স্বতন্ত্র। যদি শব্দটি ল্যাপ্লেসিয়ান হয় তবে প্রতিটি নমুনা ল্যাপ্লেস বিতরণকে মান্য করে। কলম্যান ফিল্টারগুলি রঙিন শব্দের পছন্দ করে না (তবে আপনি রাজ্যগুলি যুক্ত করে এটি মোকাবেলা করতে পারেন)। একটি কলম্যান ফিল্টার কেবলমাত্র সামগ্রিক অনুকূল ফিল্টার হয় যখন শব্দটি গাউসীয় বিতরণের হয় এবং ব্যয় ফাংশনটি বর্গক্ষেত্রের সমষ্টি হয়। অন্য কোনও শব্দ এবং ব্যয় কার্যকারিতার জন্য, সর্বোত্তম ফিল্টার সম্ভবত ননলাইনার। তবে যে কোনও শূন্য-গড়, সাদা গোলমাল এবং বর্গমূল্যের ব্যয়ের ফাংশনের জন্য, কলম্যান ফিল্টারটি খুঁজে পাওয়া সেরা লিনিয়ার ফিল্টার।

(নোট করুন যে আমি যে মডেলটি দিয়েছি তা একটি সুন্দর তুচ্ছ কলম্যান ফিল্টার দিয়ে শেষ হয়েছে - আপনি যদি এই দুটি সেন্সর ইনপুটগুলিকে একত্রিত করার জন্য প্রশংসনীয় ফিল্টার ব্যবহার করে কমপস অফসেট অনুমান করার কোনও অন্য উপায় খুঁজে না পান তবে আপনি আরও ভাল হতে পারেন Do সমস্ত কলম্যান গণনা যেভাবেই প্রশংসনীয় ফিল্টার কাশি শেষ করবে এবং সম্ভাবনা হ'ল আপনার ধ্রুবকগুলির জন্য পর্যাপ্ত অনুমান যে আপনি কেবল প্রশংসামূলক ফিল্টারের ক্রসওভার পয়েন্টে অনুমান করতে পারেন এবং এটি দিয়ে সম্পন্ন করেছেন)।

(দ্রষ্টব্য, এটিও, আপনার যদি কিছু নিখুঁত অবস্থানের রেফারেন্স থাকে এবং কিছুটির অর্থ গতি অনুমান করা হয় এবং একটি গাড়ি যা সর্বদা আপনি যে দিকে নির্দেশ করেন সেদিকে যায়, আপনি কম্পাস বিকৃতিটি সংশোধন করার জন্য একটি প্রসারিত কালম্যান ফিল্টার ব্যবহার করতে পারবেন কম্পাসের দিকনির্দেশের জন্য এটি যে দিকটি সংশোধন করে তা আসলেই সরানো হয়)।

ড্যান সাইমন, উইলি ২০০ 2006-এর সর্বোত্তম রাজ্যের অনুমান - আমার মতে - কলম্যান ফিল্টারিং সম্পর্কিত বিষয় এবং এর আরও পরিশীলিত ভাইয়েরা (এইচ-ইনফিনিটি, এক্সটেন্ডেড কালম্যান, অবিরত কালম্যান এবং আরও কিছুটা) এর একটি অত্যন্ত সমৃদ্ধ এবং স্পষ্ট চিকিত্সা is বায়সিয়ান এবং কণা ফিল্টারিং এ)। এটি আপনাকে কীভাবে নেভিগেশন সমস্যার ক্ষেত্রে এটি প্রয়োগ করতে হবে তা বলবে না, তবে সমস্ত সমস্যা সমাধান করা গেলে জীবনের মজা কোথায় হবে ?. আপনি যদি সাইমন বইয়ের গণিতটি অনুসরণ করতে না পারেন, তবে আপনি সম্ভবত নিজেকে জিজ্ঞাসা করা উচিত যে আপনি কোনও বুদ্ধিমান উপায়ে কলম্যান ফিল্টার প্রয়োগ করতে সক্ষম হচ্ছেন কিনা।


এই অ্যাপ্লিকেশনটির পরিপূরক ফিল্টারটির জন্য +1 আরও উপযুক্ত বলে মনে হচ্ছে। এছাড়াও ড্যান সাইমন বইটি খুব ভাল। এই নিবন্ধটি কালমান ফিল্টার একটি ভাল ভূমিকা (একই লেখক দ্বারা) হল masys.url.tw/AU/2013SP/OpenCV/0513/kalman-dan-simon.pdf
ddevaz

@ দেদেবাজ হ্যাঁ, আমি এখনই পরিপূরক ফিল্টার প্রয়োগ করছি। তবে সমস্যাটি হ'ল এটি খুব ভাল ফলাফল দেয় না। তাই আমি অন্য "আরও পরিশীলিত" ফিল্টারে স্যুইচ করার কথা ভাবছি ...
সিবস জুবিল

আমি দেখি. গাইরোস, অ্যাকসিলোমিটার এবং একটি চৌম্বকীয় দ্বারা কলম্যান ফিল্টার প্রয়োগের জন্য কিছু রেফারেন্স উপাদান অন্তর্ভুক্ত করার জন্য আমি আমার উত্তরটি সম্পাদনা করেছি।
ডিভাজাজ

3
  1. কোনও নিয়ন্ত্রণ ইনপুট শব্দ থাকবে না। কালমন ফিল্টারটি সঠিকভাবে তৈরি করতে আপনার (এক্স, এক্সডট) আপনার রাষ্ট্রীয় ভেক্টর হিসাবে নেওয়া উচিত।

  2. আওয়াজের প্রাথমিক উত্স হ'ল কম্পাস এবং জাইরোস্কোপ । জাইরোস্কোপের শব্দ এবং প্রবাহটি উল্লেখযোগ্য। সাধারণভাবে চৌম্বকীয় বিকৃতি কাটিয়ে উঠা বেশ চ্যালেঞ্জ হলেও ক্ষতিপূরণের কৌশল রয়েছে

  3. এর ধৃষ্টতা শূন্য গড় বহুচলকীয় সাধারন বন্টনের গোলমাল কিন্তু সাদা গোলমাল শুধুমাত্র এই একটি বিশেষ ক্ষেত্রে দেখা যায় প্রয়োজনীয়। বর্ধিত কলম্যান ফিল্টারের জন্য, এই অনুমানটি এখনও সত্য হওয়া দরকার। আপনি অন্যান্য ধরণের ফিল্টারগুলি দেখতে পারেন ( কণা ফিল্টার , অস্বীকৃত কলম্যান ফিল্টার )।

কলম্যান ফিল্টার ডিজাইন / বাস্তবায়ন কাগজ:

আন্তঃ / চৌম্বকীয় সেন্সরগুলির সাহায্যে 3 ডি ওরিয়েন্টেশন সনাক্তকরণের জন্য সেন্সর ফিউশন অ্যালগরিদম প্রয়োগ করা


সুতরাং আমি অপ্রতীক্ষণীয় চৌম্বকীয় বিকৃতি সঠিকভাবে পরিচালনা করতে কেএফ ছেড়ে যেতে পারি না? আমার প্রথমে বিকৃত মানগুলি বাছাই করা উচিত এবং তারপরে সেন্সরের গোলমাল মোকাবেলা করতে কেএফ ছেড়ে যাওয়া উচিত। রাইট?
শিবস জুয়া খেলা

হ্যাঁ. কলম্যান ফিল্টার চৌম্বকীয় বিকৃতির জন্য নির্ভুলভাবে ক্ষতিপূরণ দিতে সক্ষম হবে না কারণ পরিবর্তনগুলি কঠোর হতে পারে। আমি প্রথমে কিছু চৌম্বকীয় ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করার চেষ্টা করব এবং তারপরে কলম্যান ফিল্টারটি প্রয়োগ করব।
ডিভাজাজ
আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.