المشي العشوائي إلى نوع من نموذج الخطأ الذي لوحظ عادة في أنظمة التنقل بالقصور الذاتي (INS) ، حيث يتراكم موضع النظام أو السرعة أو حالات أخرى أخطاء عشوائية مع مرور الوقت ، مما يؤدي إلى زيادة تدريجية في عدم اليقين . غالبًا ما ترتبط هذه الظاهرة بضوضاء المستشعر ، وخاصة في مقاييس التسارع والجيروسكوبات المستخدمة في INS. يتجلى كانجراف عشوائي في قياسات النظام ، مما يجعل من الصعب التنبؤ بالحالة الدقيقة للنظام على مدار الفترات الممتدة.
كيف تؤثر المشي العشوائي على INS؟
الانجراف في الموقف - يؤدي المشي العشوائي إلى زيادة تدريجية في خطأ الموضع ، حيث تتراكم الأخطاء العشوائية الصغيرة بمرور الوقت.
انجراف السرعة - وبالمثل ، فإن الأخطاء العشوائية في قياسات التسارع تسبب انحرافًا في تقديرات السرعة ، والتي ، عند دمجها بمرور الوقت ، تؤدي إلى خطأ في الموضع.
زيادة عدم اليقين - ينمو الخطأ مع الجذر التربيعي للوقت ، مما يعني أنه على مدى فترة أطول ، فإن عدم اليقين في الموضع أو السرعة سوف يزداد بشكل كبير .
كيفية تصميم وتخفيف المشي العشوائي في INS؟
نمذجة المشي العشوائي - في INS ، غالبًا ما يتم تصميم المشي العشوائي كعملية عشوائية ، مع خصائص ضوضاء مثل عدم استقرار التحيز والضوضاء البيضاء . يتم تمثيله عادة في مرشح Kalman أو مرشح Bayesian لتصحيح الخطأ.
معايرة المستشعر - تساعد معايرة المستشعرات المنتظمة في تقليل الانجراف العشوائي عن طريق ضمان قياسات أولية دقيقة.
Sensor Fusion - الجمع بين البيانات من أجهزة استشعار أخرى (على سبيل المثال ، GNSS ، LIDAR ) مع بيانات INS يتيح تصحيح خطأ وتعويضات عن الانجراف الناجم عن المشي العشوائي .
تقنيات التصفية المتقدمة - يتم استخدام تقنيات مثل مرشح Kalman ومرشح Kalman الممتد (EKF) لتقليل تأثير المشي العشوائي على حل التنقل الكلي.
تطبيقات المشي العشوائي في INS
✔ التنقل طويل المدة -تصبح أخطاء المشي العشوائية أكثر أهمية في الأنظمة التي تعمل على فترات طويلة دون تصحيحات خارجية (على سبيل المثال ، الغواصات ، المركبة الفضائية ).
✔ المركبات المستقلة قد تعاني INS في الأنظمة المستقلة البيئات المقطوعة GNSS ، حيث تكون هناك حاجة إلى تحديثات دورية لتصحيح هذه الأخطاء.
✔ المسح الجوي -في الملاحة الطائرات بدون طيار ، يمكن أن تؤثر المشي العشوائي على تحديد المواقع بعيدة المدى إذا لم يتم تصحيحها بانتظام.
مزايا التخفيف من المشي العشوائي في INS
✔ دقة تحسين - تقليل أخطاء المشي العشوائية يؤدي إلى تقديرات أكثر دقة وسرعة مع مرور الوقت.
✔ الاستقرار في التنقل - الاستشعار وتقنيات التصفية المتقدمة أن النظام يظل مستقرًا وموثوقًا به حتى على مدى فترات التشغيل الطويلة.
✔ أداء أفضل في البيئات المقطوعة GNSS- Sensor Fusion لـ INS بمواصلة توفير التنقل الدقيق دون الاعتماد فقط على إشارات GNSS.
