Araştırma Makalesi

Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi

Cilt: 13 Sayı: 2 30 Haziran 2025
PDF İndir
EN TR

Kapalı Alanlarda Hassas UWB Tabanlı Konumlandırma için Uyarlamalı Genişletilmiş Kalman Filtresi

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Teşekkür

Bu çalışma ilk yazarın doktora tezinin sonuçlarını içermektedir.

Kaynakça

  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

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mekatronik Mühendisliği , Mühendislik Enstrümantasyonu , Otonom Araç Sistemleri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Erken Görünüm Tarihi

18 Haziran 2025

Yayımlanma Tarihi

30 Haziran 2025

Gönderilme Tarihi

8 Şubat 2025

Kabul Tarihi

20 Mayıs 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 13 Sayı: 2

Kaynak Göster

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

                                     16168      16167     16166     21432        logo.png   


    e-ISSN:2147-9526