Wpływ pomiarów obarczonych błędem grubym na dokładność wyznaczania pozycji statku metodą rozszerzonego filtru Kalmana oraz geodezyjnego wyrównania odpornego

• Autorzy: Naus K.

Warianty tytułu

EN

Effect of measurements burdened with an gross error on the accuracy of determining the position of the vessel using the extended Kalman filter and the geodetic adjustment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badanie symulacyjne estymacji współrzędnych pozycji statku na podstawie parametrów jego ruchu (kursu i prędkości) oraz pomiarów odległości i namiarów do trzech znaków nawigacyjnych. Jego zasadniczym celem było przeprowadzenie analizy porównawczej estymacji metodą rozszerzonego filtru Kalmana oraz metodą wyrównania geodezyjnego odpornego na błędy grube. Porównanie koncentrowało się wyłącznie na ocenie „odporności” metod na pomiary obarczone błędem grubym. Miernikiem zastosowanym do oceny była dokładność wyznaczania pozycji statku zwymiarowana błędem średnim współrzędnych i wektorem przesunięcia pozycji estymowanej względem pozycji wzorcowej. Badano klasyczny rozszerzony filtr Kalmana posiadający zdolność redukcji wpływu wyników pomiarów obarczonych błędami grubymi tylko poprzez uwzględnianie w obliczeniach pomiarów historycznych oraz geodezyjną metodą wyrównania odpornego na błędy grube uwzględniającą w obliczeniach tylko wyniki aktualnych pomiarów.

EN

The paper presents a simulation research of the vessel of estimation of position coordinates based on the parameters of its motion ( course and speed ), distance measurements and leads to three beacons. Its primary objective was to conduct a comparative analysis estimation of the extended Kalman filter and a method to geodetic adjustment resistant to gross errors. The comparison focused only on the assessment of "resistance" for measurements burdened with an gross error. The measure was used to assess the accuracy of determining the position of the ship mean error vector coordinates and the estimated position offset relative to the reference position. Were studied classical extended Kalman filter with the ability to reduce the impact of measurements burdened with an gross error only by taking into account in the calculation of historical measurements and geodetic adjustment in the calculation taking into account only the results of current measurements.

Słowa kluczowe

PL

pozycja statku; filtr Kalmana; metoda wyrównania odpornego; znak nawigacyjny

EN

position of ship; Kalman filter; robust alignment method; beacon

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Tom: nr 3
• Strony: 4589--4602
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Naus K.

Bibliografia

• 1. Baarda W., A Testing Procedure for Use in Geodetic Networks, Netherlands Geodetic Commission, Publications on Geodesy 1968, vol. 2, no. 5.
• 2. Benhimmane S., Mailis E., A new approach to vision-based robot control with omni-directional camers, Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation, Orlando 2006.
• 3. Bianco G., Zelinsky A., Real time analysis of the robustness of the navigation strategy of a visually guided mobile robot, Proceedings of International Conference on Intelligent Autonomous Systems,Venice 2000.
• 4. Davison A. J., Real-Time simultaneous localization and mapping with a single camer, Proceedings of IEEE International Conference on Computer Vision, vol. 2, Nice 2003, pp. 1403 – 1410.
• 5. Franklin D. Snyder, Daniel D. Morris, Paul H. Haley, Robert Collins, Andrea M., Okerholm Northrop Grumman. Autonomous River Navigation, Proceedings of SPIE, Mobile Robots XVII, 2004.
• 6. Hampel, F.R., Ronchetti, E.M., Rousseeuw, P.J., Stahel, W.A. , Robust Statistics: The Approach Based on Influence Functions, Wiley-Interscience, ISBN 0-471-82921-8, New York 1986.
• 7. Hausbrandt S., Rachunek wyrównawczy i obliczenia geodezyjne, Tom II, Państwowe Przedsiębiorstwo Wydawnictw Kartograficznych, Warszawa 1971.
• 8. Hoshizaki T., Andrisani II D., Braun A. W., Mulyana A. K., Bethel J. S., Performance of integrated electro-optical navigation systems, NAVIGATION, Journal of The Institute of Navigation 2004, Vol. 51, No. 2.
• 9. Huber P. J., Robust estimation of a location parameter, Ann. Math. Statist. 35, 1964, pp. 73-101.
• 10.Knight J., Robot navigation by active stereo fixation. Robotics Research Group, Department of Engineering Science, University of Oxfort 2002, Report No. OUEL 2220/00.
• 11.Kadaj R., Rozwinięcie koncepcji niestandardowej metody estymacji, Geodezja i Kartografia, Warszawa 1979.
• 12.Krarup T., Kubik K., The Danish method. Experience and philosophy. Deutsche Geodätische Kommission 1983.
• 13.Montemerlo M., FastSLAM: A Factored Solution to the Simultaneous Localization and Mapping Problem with Unknown Data Association, Ph.D. Thesis, Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh 2003.
• 14. Naus K., Accuracy in Fixing Ship’s Positions by CCD Camera Survey of Horizontal Angles, Geomatics and Environmental Engineering, Vol. 5, Kraków 2011.
• 15. Stronger D. Stone P., Selective visual attention for object detection on a legged robot, Springer- Verlag 2007.
• 16. Robert P. C., Casella G., Monte Carlo statistical methods, Springer-Verlag 2004, ISBN 0-387- 212339-6.
• 17. Roussuw, P. J., Leroy, A. M., Robust regression and outlier detection, John Wiley & sons, Inc, New York 1987, ISSN 0271-6356.
• 18. Ryynanen K., Vehkaoja A., Osterberg P., Joro R., Automatic recognition of sector light boundaries based on digital imaging, IALA Bulletin, Issue 1/2007.
• 19. Stachniss C., Hanel D., Burgared W Exploration with active loop-closing for FastSLAM, Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 2004, vol.2.
• 20.Wang C., Simultaneous Localization, Mapping and Moving Object Tracking, Ph.D. Thesis, Robotics Institute, Carnegie Mellon University, Pittsburgh 2004.
• 21. Wawruch R., Stupak T.: The possibility of use of AIS data transmission for safety and security monitoring in the Polish maritime areas, The second IFAC Symposium on Telematics Applications TA 2010, Timosoara, Romania 2010, pp. 118 – 123.
• 22.Wawruch R., Stupak T., Wawruch R., Kwiatkowski M., Paprocki P., Popik J. Fusion of Data Received from AIS and FMCW and Pulse Radar - Results of Performance Tests Conducted Using Hydrographical Vessels “Tucana” and “Zodiak”, Transnav be part of monograph entitled, Navigational Systems and Simulators, Gdynia 2013, pp.159-166.
• 23. Wąż M., Using Radar in the inland navigation, Logistyka 6/2009.
• 24. Wąż M.,Multi-Source Radar Information Service Recent Researches in Circuits, Systems, Communications and Computers, 2011.
• 25.Winters N., Gaspar J., Grossmann E., Santos-Victor J., Experiments in visual-based navigation with an omnidirectional camer, Proceedings of the IEEE ICAR Workshop: Omnidirectional Vision Applied to Robotic Orientation and Nondestructive Testing, Budapeszt 2001.
• 26.Wiśniewski Z., Rachunek wyrównawczy w geodezji. UWM, Olsztyn 2005.