Yönelim tahmini için bulanık mantık tabanlı tamamlayıcı filtre tasarımı

Yönelim, konum ve hız bilgisi sağlayan navigasyon sistemleri günümüzde farklı alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Açısal hız ölçümü için halka lazer ve fiber optik jiroskop sensörleri, ivme ölçümü için Servo ve Kuvars ivmeölçer sensörleri en hassas sensörler olarak bilinir. Bu sensörler birçok uygulama için uygun olmasına rağmen, büyük ve ağır olduklarından küçük boyutlu insansız hava aracı (İHA) sistemlerinde kullanımı uygun değildir. Ayrıca, söz konusu sensörlerin fiyatları nispeten yüksektir. Bundan dolayı yönelim tahmini için, ucuz, hafif ve küçük olmaları nedeniyle mikro-elektromekanik sistemler (MEMS) İHA sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. MEMS tabanlı atalet sensörlerinin avantajları olmasına rağmen, düşük çözünürlük, gürültülü çıkış ve hata birikmesi gibi performansı etkileyen bazı zayıf yönleri vardır. Bu nedenlerden dolayı, ivmeölçer, dönüölçer ve manyetometre gibi MEMS sensörleri, bağımsız bir sistem olarak yeterli navigasyon bilgisi sağlayamaz. Bunun için, her bir sensörden gelen veriler bir araya getirilmelidir. Bu tez, dinamik hareket altında daha doğru bir yönelim tahmini sağlamak için MEMS tabanlı atalet sensöründen elde edilen ivme, açısal hız ve manyetik alan ölçümlerinin kaynaşmasını sağlayan yeni bulanık tabanlı bir tamamlayıcı filtre önermektedir. Ölçüm gürültüsünü azaltmak için yüksek geçişli bir filtrenin kullanılması, daha az hesaplama karmaşıklığı ve olası sapma hatalarının dikkate alınması gibi ayırt edici özellikleri nedeniyle çalışmada sabit kazançlı tamamlayıcı filtre tercih edilmiştir. Ancak, sabit kazançlı tamamlayıcı filtre, dinamik hareket altında düşük hassasiyet göstermektedir. Bu sorunun üstesinden gelmek için çalışmada, tamamlayıcı filtrenin kazancının dinamik hale gelmesini sağlayabilecek bulanık tabanlı bir algoritma geliştirilmiştir.