Jelfeldolgozási algoritmusok fejlesztése és implementálása mitmót mobilis gyors prototípus fejlesztő platformra

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Dabóczi Tamás
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Dolgozatom témája különböző jelfeldolgozó algoritmusok vizsgálata, implementálása és értékelése volt beágyazott környezetben. A témát azért választottam, mert a mai ember életét számos eszköz, beágyazott rendszer segíti a mindennapokban, a telefonunktól kezdve, a konyhai gépeken át, az autókban található elektronikákig. Ezen rendszerek egyszerűen, megbízhatóan és biztonságosan használhatóak, hiszen autonóm működésűek. Ennek - többek között - elengedhetetlen feltétele, hogy a beágyazott rendszer több érzékelőn keresztül intenzív kapcsolatban álljon fizikai környezetével. Az érzékelőkből származó jelek feldolgozása és a rendszer számára szükséges információk előállítása izgalmas és megkerülhetetlen területe a modern beágyazott rendszerek költséghatékony tervezésének.

A beágyazott rendszer, amin dolgoztam egy mobil inverz inga modellű, két keréken egyensúlyozó robot volt, amit a Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszéken építettek meg. A robot a tanszéken fejlesztett mitmót gyors prototípus fejlesztő platformra épül, rendelkezik Atmega 128-as processzor kártyával, kijelző kártyával, rádió kommunikációs kártyával, motor vezérlő kártyával és dőlésszögmérő szenzoregységgel.

Dolgozatomban bemutatom a robot egyensúlyozását megvalósító szabályozási kör elemeit, az érzékelőktől a beavatkozóig, az egyes elemeken végzett méréseket és a mérési eredményeket. Bemutatom a roboton már implementált dőlésszög-becslő algoritmusokat, melyek a roboton található két szenzor, egy szögsebesség mérésre alkalmas giroszkóp valamint egy két-tengelyű gyorsulásmérő adatai alapján komplementer- és Kalman-szűrővel megvalósított szenzorfúziós eljárásokkal származtatják a dőlésszöget. Ismertetem elméleti hátterüket és a felülvizsgálatuk érdekében végzett méréseket. Bemutatom a mérési eredmények alapján tökéletesített szenzorfúziós algoritmusokat. Ismertetem az alkalmazott mérési eljárást, a referenciaként alkalmazott X-IMU orientáció mérő szenzoregység integrálását a robotra, és a külső optikai identifikáció megvalósítását.

Végül bemutatom a beavatkozó motor karakterisztikájának bemérését, a mérés alapján implementált motorvezérlést, a sebességszabályozáshoz szükséges sebességmérés pontosabb származtatását megvalósító segédfrekvenciás sebességmérést, valamint a robot irányítását megvalósító Labview-ban tervezett alkalmazást.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.