این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
علوم و فناوری دریا، جلد ۲۹، شماره ۱۱۳، صفحات ۳۴-۴۵
عنوان فارسی پیاده سازی سخت ‌افزاری الگوریتم طرح لیفتینگ برای نویززدایی حسگرهای ژیروسکوپ و شتاب‌سنج
چکیده فارسی مقاله سامانه ناوبری اینرسی (INS) ابزاری توسعه ‌یافته برای تخمین موقعیت جغرافیایی، سرعت و اطلاعات حالت وسیله نقلیه است. با این حال، دقت INS با گذشت زمان به دلیل نویزهای جمع ‌شونده ناشی از ژیروسکوپ و شتاب‌سنج، کاهش می‌یابد. بنابراین، استفاده از یک الگوریتم کمکی حذف نویز برای بهبود دقت INS امری حیاتی است. الگوریتم طرح لیفتینگ (موجک نسل دوم) یکی از روش ‌های حذف نویز است که می ‌تواند در این سامانه ‌ها به کار رفته و به دلیل پایین بودن بار محاسباتی قابل پیاده ‌سازی است. هدف از این مقاله، پیاده‌سازی سخت‌ افزاری الگوریتم طرح لیفتینگ با استفاده از سخت ‌افزار FPGA برای حسگرهای ارزان قیمت INS، به منظور بهبود عملکرد این نوع حسگرها است. استفاده از فناوری FPGA موجب سرعت بالای توابع منطقی در پردازش، کاهش سخت افزار مورد نیاز، کاهش حجم مدار، کاهش چشم گیر توان مصرفی و اتلاف توان می‌ شود. در این مقاله، با توجه به موازی ‌سازی ‌های انجام شده در طراحی زیرماژول ‌های این سامانه، حداکثر تاخیر انتشار برابر 35 چرخه زمانی بوده که با توجه به نرخ به‌روزرسانی حسگرها و همچنین سرعت بالای محاسباتی سخت ‌افزار FPGA، پیاده ‌سازی طرح لیفتینگ به عنوان یک الگوریتم حذف نویز قابل اجرا و قابل توجیه است. برای این کار، 6 دسته ورودی، شامل 3 دسته داده‌ های شتاب‌ سنج و 3 دسته داده‌ های ژیروسکوپ که هر کدام برای سه محور هستند، به صورت سریال اعمال شده است. در نهایت، داده ‌های خروجی ذخیره شده تا با توجه به داده‌ های ورودی، میزان اثر بخشی آن در کاهش نویز سیگنال ورودی با استفاده از واریانس آلن نمایان شود. در همین راستا، برای دو سطح تجزیه، بهبود حدودا 17 درصدی برای شتاب ‌سنج و 16 درصدی برای ژیروسکوپ محقق شده است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله FPGA، شتاب&،amp rlm، سنج، ژیروسکوپ، تبدیل موجک گسسته، طرح لیفتینگ، واریانس آلن،
عنوان انگلیسی Hardware Implementation of Lifting Scheme Algorithm for Accelerometer and Gyroscope Denoising
چکیده انگلیسی مقاله Inertial Navigation System (INS) is a developed instrument to estimate the vehicle's position, velocity, and attitude. However, the INS accuracy decreases over time due to additive noise arising from the gyroscope and accelerometer. Hence, denoising algorithms are essential to remove the noise from the sensor and the data quality. A lifting scheme (second generation of wavelets) is a paramount approach to denoise the signals, and their low computation ensures that they are implemented in hardware. This paper aims to implement the lifting scheme algorithm by deploying FPGA for commercial and low-cost INSs. FPGAs can pave the way to fulfill high-rate computation, reduce resource use, and have low power usage, which are compelling reasons researchers use FPGAs. In this paper, according to implemented parallelization technics in submodule designing, the maximum delay path is a 35-time cycle which is applicable and justifiable regarding FPGA's high rate and the sensors' output rate. In this way, six data sequences, three series for an accelerometer and three series for a gyroscope in XYZ axes, are used and finally assessed by Allan variance to validate the performance of the lifting scheme algorithm and compare it with the simulation results. Therefore, the results show that the noise variance in the accelerometer and gyroscope decreased by 17% and 16%, respectively, for the two decomposition levels.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله FPGA, شتاب&,amp rlm, سنج, ژیروسکوپ, تبدیل موجک گسسته, طرح لیفتینگ, واریانس آلن
نویسندگان مقاله هومان علائیان |
دانشجو دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

ساره معنوی |
دانشجو دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

سید محمدرضا موسوی میرکلائی |
استاد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

احمد آیت اللهی |
استاد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران

نشانی اینترنتی http://navy.iranjournals.ir/article_247815_a23836238015b071413ac81a7b12614f.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات