Research Article

Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi

Volume: 13 Number: 2 June 30, 2025
EN TR

Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi

Abstract

Kapalı mekanlarda Küresel Konumlandırma Sistemi (GPS) gibi teknolojilerin yetersizliği, robotik sistemlerin konum belirleme süreçlerinde alternatif yöntemlerin geliştirilmesini gerekli kılmaktadır. Bu alanda, Ultra Geniş Bant (UWB), Wi-Fi Tabanlı Konumlandırma Sistemleri, Bluetooth Düşük Enerji (BLE) işaretçileri, Radyo Frekansı ile Tanımlama (RFID), ultrasonik konumlandırma ve görsel tabanlı konumlandırma gibi teknolojiler kullanılmaktadır. UWB teknolojisi konumlandırma için yaygın olarak kullanılmasına rağmen, çok yollu yayılım, görüş hattı engelleri (NLOS), elektromanyetik girişim ve sensör gürültüsü gibi etkenler nedeniyle konum doğruluğunda dalgalanmalar ve sapmalar meydana gelmektedir. Bu çalışmada, bu sorunları gidermek amacıyla Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi (AEKF) tabanlı bir yöntem önerilmektedir. Önerilen yöntem, UWB tabanlı konumlandırma sistemlerinde karmaşık sistem gürültüsü ve eksik ölçüm bilgileri durumunda veri bütünlüğünü koruyarak sistemden toplanan UWB ve Ataletsel Ölçüm Birimi (IMU) verilerine AEKF uygulayarak konumlandırma performansını artırmaktadır. Sistemin deneysel çalışmaları bir mobil robot aracılığıyla AEKF ve filtresiz UWB ölçümleri olarak yapılmış ve karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, AEKF'nin daha yüksek konumlandırma doğruluğu sağladığını ve gerçek zamanlı çalışabilirlik sunduğunu göstermektedir. Bu bulgular, AEKF'nin etkin bir çözüm sunduğunu ortaya koymaktadır.

Keywords

Thanks

Bu çalışma ilk yazarın doktora tezinin sonuçlarını içermektedir.

References

  1. [1] Sesyuk, S., Ioannou, S., & Raspopoulos, M. (2022). A survey of 3D indoor localization systems and technologies. Sensors, 22, 9380. https://doi.org/10.3390/s22239380
  2. [2] Arai, T., Yoshizawa, T., Aoki, T., Zempo, K., & Okada, Y. (2019). Evaluation of indoor positioning system based on attachable infrared beacons in metal shelf environment. 2019 IEEE International Conference on Consumer Electronics (ICCE), 1–4. https://doi.org/10.1109/ICCE.2019.8662007
  3. [3] Yue, L., Lei, H., & Qunli, X. (2021). Line-of-sight rates extraction of roll-pitch seeker under anti-infrared decoy state. Journal of Systems Engineering and Electronics, 32(1), 178–196. https://doi.org/10.23919/JSEE.2021.000016
  4. [4] Wang, J., Sun, S., Ning, Y., Zhang, M., & Pang, W. (2021). Ultrasonic TDoA indoor localization based on piezoelectric micromachined ultrasonic transducers. 2021 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), 1–3. https://doi.org/10.1109/IUS52206.2021.9593813
  5. [5] Wang, J., Sun, S., Ning, Y., Zhang, M., & Pang, W. (2022). An ultra-low power, small size and high precision indoor localization system based on MEMS ultrasonic transducer chips. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 69(4), 1469–1477. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2022.3148314
  6. [6] Chen, X., & Gao, Z. (2017). Indoor ultrasonic positioning system of mobile robot based on TDOA ranging and improved trilateral algorithm. 2017 2nd International Conference on Image, Vision and Computing (ICIVC), 923–927. https://doi.org/10.1109/ICIVC.2017.7984689
  7. [7] Sasikala, M., Athena, J., & Rini, A. S. (2021). Received signal strength based indoor positioning with RFID. 2021 IEEE International Conference on RFID Technology and Applications (RFID-TA), 260–263. https://doi.org/10.1109/RFID-TA53372.2021.9617439
  8. [8] Vena, A., Illanes, I., Alidieres, L., Sorli, B., & Perea, F. (2021). RFID based indoor localization system to analyze visitor behavior in a museum. 2021 IEEE International Conference on RFID Technology and Applications (RFID-TA), 183–186. https://doi.org/10.1109/RFID-TA53372.2021.9617265

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Mechatronics Engineering, Engineering Instrumentation, Autonomous Vehicle Systems

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

June 18, 2025

Publication Date

June 30, 2025

Submission Date

February 8, 2025

Acceptance Date

May 20, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 13 Number: 2

APA
Sevgi, A., & Koçer, H. E. (2025). Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, 13(2), 692-705. https://doi.org/10.29109/gujsc.1636087
AMA
1.Sevgi A, Koçer HE. Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi. GUJS Part C. 2025;13(2):692-705. doi:10.29109/gujsc.1636087
Chicago
Sevgi, Abdulhamit, and H. Erdinç Koçer. 2025. “Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma Için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji 13 (2): 692-705. https://doi.org/10.29109/gujsc.1636087.
EndNote
Sevgi A, Koçer HE (June 1, 2025) Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 13 2 692–705.
IEEE
[1]A. Sevgi and H. E. Koçer, “Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi”, GUJS Part C, vol. 13, no. 2, pp. 692–705, June 2025, doi: 10.29109/gujsc.1636087.
ISNAD
Sevgi, Abdulhamit - Koçer, H. Erdinç. “Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma Için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 13/2 (June 1, 2025): 692-705. https://doi.org/10.29109/gujsc.1636087.
JAMA
1.Sevgi A, Koçer HE. Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi. GUJS Part C. 2025;13:692–705.
MLA
Sevgi, Abdulhamit, and H. Erdinç Koçer. “Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma Için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi”. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım Ve Teknoloji, vol. 13, no. 2, June 2025, pp. 692-05, doi:10.29109/gujsc.1636087.
Vancouver
1.Abdulhamit Sevgi, H. Erdinç Koçer. Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi. GUJS Part C. 2025 Jun. 1;13(2):692-705. doi:10.29109/gujsc.1636087

                                TRINDEX     16167        16166    21432    logo.png

      

    e-ISSN:2147-9526