|
|
Neural Networks in Inertial Navigation Systems
Tejmlová, Lenka ; Ochodnický,, Ján (referee) ; Masopust, Jiří (referee) ; Šebesta, Jiří (advisor)
Disertační práce je zaměřena na oblast inerciálních navigačních systémů a systémů, které pro odhad polohy používají pouze výpočty. Důležitým faktem v dané problematice je vysoká nepřesnost určení polohy při střednědobém a dlouhodobém využívání takového systému díky kumulativní chybě za předpokladu, že inerciální systém není podpořen žádným dalším přídavným systémem. V disertační práci jsou uvedeny možné přístupy k této problematice a návrh na zvýšení přesnosti určování polohy pouze na základě inerciálních senzorů. Základem inerciální měřicí jednotky je systém s 9 stupni volnosti, který umožňuje snímat celkové zrychlení, rychlost rotace a sílu magnetického pole, jednotlivě ve třech osách. Klíčovou myšlenkou je zařazení umělých neuronových sítí do navigačního systému tak, že jsou schopny rozpoznat charakteristické rysy pohybů, a tím zvýšit přesnost určení polohy. Popis navrhovaných metod zahrnuje analytický postup jejich vývoje a tam, kde je to možné, i analytické hodnocení jejich chování. Neuronové sítě jsou navrhovány v prostředí MATLABTM a jsou používány k určení stavu inerciální jednotky. Díky implementaci neuronových sítí lze určit pozici jednotky s řádově vyšší přesností. Aby byl inerciální polohovací systém s možností využití neuronových sítí demonstrativní, byla vyvinuta aplikace v prostředí Qt. Navržený systém a neuronové sítě byly použity při vyhodnocování reálných dat měřených senzory.
|
|
|
Analysis of AHRS unit robustness
Honkyš, Pavel ; Králík, Jan (referee) ; Spáčil, Tomáš (advisor)
This work deals with the measurement of low cost MEMS sensors and their measurement inaccuracy caused by acceleration, this effect is described as G-sensitivity. The aim was to put the test station into operation, to design electronics containing a microcontroller, which sends the measured information to a computer using a wireless module, here to estimate the angle of rotation of the sensor using a suitable algorithm and to design a compensation algorithm to suppress the effect of acceleration. The measured data were processed using Madgwick's algorithm, where the error of the measured angle of rotation occurred during the action of acceleration.
|
|
|
Telemetric system for RC airplane with navigation
Orolin, Jakub ; Šteffan, Pavel (referee) ; Háze, Jiří (advisor)
This project is focused on design telemetric system for radio controlled aircraft. The output of the system represents relevant flight data such as velocity, altitude, direction of flight, rotation or geographical position on the map. Furthermore, the system could check all internal board status parameters. All these parameters are displayed in real time at the receiving station, which includes voice navigation for landing. Another part of the receiving station is flight recorder or a database used for registration of particular information and post - flight analysis.
|
|
| |
|
| |
|
|
Development localization board
Szabó, Michal ; Novotný, Radovan (referee) ; Levek, Vladimír (advisor)
This document describes a device capable to determine geographical position thanks to its GNSS module and measure the change of movement with the help of an accelerometer and gyroscope. Outputs of these integrated circuits are combined, data are processed and fused thanks to a numerical integration and mathematical filters. Results are stored on a memory card. The whole development is described from a concept, through the making of the device and software algorithms to the testing of its functions.
|
|
|
Robot Localization Using OpenStreet Map
Rajnoch, Zdeněk ; Veľas, Martin (referee) ; Rozman, Jaroslav (advisor)
Goal of this thesis is localization of mobile robot in OpenStreet map segment. Robot IMU, odometry and compass sensors are used for trajectory reconstruction, which is compared to reference GPS trajectory. Extended Monte Carlo localization and clusterization are used for robot localization. Software is implemented in C++ with ROS middleware.
|
|
|
9DOF sensor for weapon orientation measurement
Růžička, Jiří ; Richter, Miloslav (referee) ; Šedivá, Soňa (advisor)
This thesis deals with multi-axis position sensors, their nature and individual parts and types of these sensors. It is outlined their historical origin and the most used modern types, such as micro-electro-mechanical sensors. Further, the properties of these sensors, error sources and their compensation are discussed. Output data formats are also discussed here, such as Euler angles, their calculation and applications. The selected sensor is implemented in the simulator electronics, and the graphical application demonstrates its functions.
|
|
|
Estimating Human Movement Using Accelerometers
Matula, Tomáš ; Růžička, Richard (referee) ; Dobai, Roland (advisor)
Tato práce je zaměřena na analýzu lidského pohybu, zejména měření úhlu kolena, co je důležité především při procesu rehabilitace u pacientů s protézy kolenního kloubu nebo po operaci. Pro měření IMU - inerciální měřící jednotky od firmy Xsens jsou použité, přičemž pouze data z 3-osého akcelerometru a gyroskopu jsou zahrnuty. Vhodné umístění jednotek je vybráno, jakož i metody pro kalibraci a následný výpočet úhlu ze zaznamenaných dat. Tyhle metody jsou implementovány a experimentálně ověřeny. Experimenty ukazují, že výsledky jsou docela přesné, a toto řešení je použitelné při analýze pacientů například provedením monitorování chůze.
|
|
|
3D Mapping from Sparse LiDAR Data
Veľas, Martin ; Hofierka,, Jaroslav (referee) ; Kaartinen,, Harri (referee) ; Herout, Adam (advisor)
Tato práce se zabývá návrhem nových algoritmů pro zpracování řídkých 3D dat senzorů LiDAR, včetně kompletního návrhu batohovího mobilního mapovacího řešení. Tento výzkum byl motivován potřebou takových řešení v oblasti geodézie, mobilního průzkumu a výstavby. Nejprve je prezentován iterační algoritmus pro spolehlivou registraci mračen bodů a odhad odometrie z měření 3D LiDARu. Problém řídkosti a velikosti těchto dat je řešen pomocí náhodného vzorkování pomocí Collar Line Segments (CLS). Vyhodnocení na standardní datové sadě KITTI ukázalo vynikající přesnost oproti známému algoritmu General ICP. Konvoluční neuronové sítě hrají důležitou roli ve druhé metodě odhadu odometrie, která zpracovává kódovaná data LiDARu do 2D matic. Metoda je schopna online výkonu, zatímco je zachována přesnost, když požadujeme pouze parametry posunu. To může být užitečné v situacích, kdy je vyžadován online náhled mapování a parametry rotace mohou být spolehlivě poskytnuty např. senzorem IMU. Na základě algoritmu CLS bylo navrženo a implementováno batohové mobilní mapovací řešení 4RECON. S využitím kalibrovaného a synchronizovaného páru LiDARů Velodyne a s nasazením řešení GNSS/INS s duální anténou, byl vyvinut univerzální systém poskytující přesné 3D modelování malých vnitřních i velkých otevřených prostředí. Naše hodnocení prokázalo, že požadavky stanovené pro tento systém byly splněny -- relativní přesnost do $5$~cm a průměrná chyba georeferencí pod $12$~cm. Poslední stránky obsahují popis a vyhodnocení další metody založené na konvolučních neuronových sítích -- navržených pro segmentaci země v mračnech bodů 3D LiDARu. Tato metoda překonala současný stav techniky v této oblasti a představuje způsob, jakým může být sémantická informace vložena do 3D laserových dat.
|
guest ::
