Kombinirane kinematične geodetske meritve z visoko frekvenčnim zajemom podatkov : doktorska disertacija
Combined kinematic geodetic measurements with high frequency data acquisition : doctoral dissertation

slovenski

doktorska dela

2022

Disertacije   Geodezija   Grajeno okolje   IMU   Kalmanov filter   kinematične meritve   kinematično merjenje premikov   Meritve   robotski tahimeter   Zero Phase filter

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

Za kontrolo stabilnosti objektov, na katerih pričakujemo nenehne premike in deformacije, uporabljamo merske metode, ki omogočajo kontinuirano kinematično spremljanje premikov objekta glede na stabilno okolico. Sodobni robotski tahimetri (RTS) v kinematičnem načinu merjenja omogočajo določitev položaja s frekvencami v velikostnem razredu 10 Hz. V primeru oscilacij objektov z višjimi frekvencami s takim načinom ne moremo več določiti kakovostne trajektorije objekta, s katero bi lahko opisali dejansko nihanje objekta. V doktorski disertaciji analiziramo možnost izboljšanja rezultatov kinematičnih meritev robotskega tahimetra s kombiniranjem visokofrekvenčnih meritev nizkocenovnega senzorja inercialne merske enote (IMU). Analizirali smo kakovost rezultatov, ki jih dosežemo z ločeno in samostojno uporabo obeh merskih sistemov. Pri obdelavi kinematičnih meritev RTS smo predstavili metodo Kalmanovega filtra. Pri obdelavi meritev nizkocenovnih senzorjev IMU smo razvili model in postopek kalibracije senzorja. S samostojno uporabo nizkocenovnega senzorja IMU smo brez nadaljnje obdelave rezultatov določili trajektorijo objekta, pri kateri je bilo po minuti delovanja prisotno lezenje v položaju v velikostnem razredu nekaj sto metrov. Analizirali smo metode, s katerimi lahko v veliki meri odstranimo lezenje položaja, najboljše rezultate smo dobili z uporabo visoko prepustnega Zero Phase filtra. Kinematične meritve z RTS in meritve IMU smo združili z uporabo razširjenega modela meritev Kalmanovega filtra v kombinaciji s postopkom glajenja in z metodo združevanja trajektorij, določenih z linearno interpolacijo odstopanj med trajektorijama določenima z meritvami RTS in IMU, ki so obdelana s postopkom Zero Phase filtra. Z eksperimentalnim delom smo potrdili primernost metod in v našem primeru rezultate kinematičnega merjenja z RTS izboljšali za skoraj 50 %.

07.02.2023