Dinamik eğim sensörü cihazının tasarlanması ve ölçüm stabilitesini arttırma amaçlı çeşitli metotların kullanılması

MEMS teknolojisindeki gelişmeler ile birlikte bu teknolojiyi içeren IMU (Atalet Ölçüm Birimi) cihazlarının da kullanımı yaygınlaşmıştır. Endüstriyel uygulamalarda kullanılan IMU' ların kullanım alanına göre çok hassas olarak ölçüm yapması gerekebilmektedir. Bu hassas ölçümler gelişen IMU teknolojisi sayesinde ne kadar mümkün olsa da bazı dış faktörler IMU' ların ölçüm doğruluğunu etkileyebilmektedir. Bu dış faktörlerin en önemlileri harici ivme ve titreşimlerdir. Cihazın bağlı olduğu sistemdeki harici ivme ve titreşimler IMU içerisindeki mekanik yapıyı olumsuz etkilemektedir ve ölçüm hatalarına sebep olmaktadır. Buna çözüm olarak literatürde kalman filtresi, alçak geçiren filtre vb. filtreler kullanılarak bu hataların en aza indirgenmesi sağlanmaktadır. Bu çalışmada içerisinde 6 eksen IMU içeren bir dinamik eğim sensörü cihazı tasarlanmıştır ve içerisine kalman filtresi, ortalama kayan filtre, alçak geçiren filtre yazılımsal olarak entegre edilmiştir. Hazırlanan test platformu ve veri kayıt sistemi ile harici ivmeli durumlarda tasarlanan eğim sensörü içerisindeki filtrelerin performansları bilgisayar ortamında analiz edilmiştir. RMSE metodu kullanılarak yapılan analizlerde sensörün derece cinsinden ölçüm hata miktarları karşılaştırılmıştır. Çalışmanın son aşamasında ise bu 3 filtrenin birlikte çalıştığı hibrit filtreleme metodu tasarlanmıştır. Hibrit filtreleme metodu literatürdeki çalışmalarda sıkça kullanılan bir metottur. Bu çalışmada ise kalman filtresi ve alçak geçiren filtre ile birlikte, tasarlanan ortalama kayan filtrenin de bu hibritleştirme işlemine dahil edilmesidir. Çalışma kapsamında tasarlanan bu özel hibrit filtreleme metodu sonucunda statik testlerde ortalama 0.017°, dinamik testlerde ise ortalama 1.177° hata değerleri alınmıştır. Analiz sonuçları ışığında bu çalışmadaki hibrit filtreleme metodunun literatürdeki diğer hibrit filtreleme metotlarına göre daha yakın veya başarılı sonuç verdiği görülmektedir.