Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Магнитометр массивдерин колдонуу менен өркүндөтүлгөн диполь модели негизиндеги магниттик бузулуу компенсациясы
Инженерия

Магнитометр массивдерин колдонуу менен өркүндөтүлгөн диполь модели негизиндеги магниттик бузулуу компенсациясы

Бул изилдөө мобилдик роботтордо жана ушуга окшош жайгаштыруу системаларында жакындагы металл объекттер магнитометр өлчөөлөрүндө жараткан магниттик бузулууларды азайтуу үчүн эквиваленттүү магниттик диполь моделине негизделген компенсация ыкмасын тогуз сенсорлуу магнитометр массивине кеңейтет.

10/08/2026  Veri Anla 31 көрүү
Магнитометр массивдерин колдонуу менен өркүндөтүлгөн диполь модели негизиндеги магниттик бузулуу компенсациясы

Бул изилдөө, мобилдик роботlarda жана benzeri жайгаштыруу системаlerinde жакынdaki металл объектlerin магнитометр өлчөөлөрinde oluşturduğu магниттик бузулууларı азайтуу үчүн эквиваленттүү магниттик диполь модельine dайanan bir компенсация методуni тогуз сенсорлуу bir магнитометр массивиne кеңейтет. Metalik объектlerin эксперименттик катары өлчөнгөн магниттик parmak izleri kullanılmış, объектler эквиваленттүү магниттик дипольler катары модельlenmiş жана диполь параметрleri Генетикалык алгоритм менен optimize edilmiştir. Dokuz сенсорlü түзүм, incelenen сценарийların çoğunda магниттик талаа катаlarını 6,64 µT'nin, баш багыты орточо абсолюттук катаsını болсо 0,31 rad'ın астында tutmuştur. Düşük жана orta татаалдыкtaki koşullarda баш багыты катаsında күчтүү жакшырууler görülürken, üç металл объектnin oluşturduğu örtüşen bozulmaların bulunduğu en татаал сценарийda компенсация баш багыты MAE'sini 0,52 rad'dan 0,70 rad'a жүкseltmiştir. Bu натыйжа, сенсор sайжылуулукnı artırmanın tek başına эквиваленттүү диполь модельinin физикалык temsil чекlarını ortadan kaldırmadığını көрсөтөт.

Түркия жагынан изилдөө; kapalı alan роботları, автономдуу платформаlar жана магнитометр destekli жайгаштыруу системаlerinde metal түзүмların oluşturduğu жергиликтүү bozulmaların кантип ele alınabмененceğine ilişkin техникалык bir yaklашып кетүү сууnmaktadır. Бирок изилдөөda Түркия'ye özgü bir ortam, geoмагниттик талаа же талаа колдонмоsı тест edilmemiştir. Түркия'deki bir колдонмоda жергиликтүү магниттик талаа жанаktörü, робот жана сенсор геометрияsi, çстадияdeki metal түзүмların dтармакılımı жана aktif электромагниттик булакlar yeniden doğrulanmalıdır; изилдөөдөгү ката маанилерi түздөн-түз Түркия'deki bir системаe aktarılmamalıdır.

Изилдөөнүн негизги суроосу эмне?

Магнитометрler Dünya'nın магниттик талааını üç окde ölçerek багыт баалооinde kullanılabilir. Sorun, сенсоруn жакынındaki ферромагниттик объектlerin hard-iron жана soft-iron etkалдыгаyle өлчөнгөн alanı bozmasıdır. Sabit bir сенсорde klasik калибрлөө ыкмаларi yararlı olabilse de кыймыл eden bir роботun çстадияsindeki бузуучу объектler жана bunlara olan uzaklık үзгүлтүксүз değiştiği үчүн статикалык калибрлөө мамилеси yeтескериiz kalabilir.

Изилдөөнүн фокусlandığı soru, daha önce dört магнитометрyle мааниlendirмененn эквиваленттүү диполь tabanlı компенсация методуnin сенсор yoğunluğu текстураz магнитометрye çıkarıldığında daha güжанаnilir çсатып алууıp изилдөөyacтармакıdır. Özellikle магниттик талаа баалоо катаsı, роботun баш багыты катаsı жана en kötü durum катаlarının сенсор sайжылуулукndan кантип etkмененndiği изилденген.

Literatürde hedeflenen боштук эмне?

Önceki ыкмалар арасында ганаca bilinen объектler үчүн eğitilmiş жасалма нейрон тармагы yaklашып кетүүları же tek bir бузуучу объектyi ele alan диполь модельleri бар. Изилдөөчүлөрın önceki изилдөөsında болсо birdэң көп объект үчүн төрт сенсорлуу bir магнитометр массиви жана объектlerin эквиваленттүү дипольler катары модельlenmesine dайanan bir метод geliştirilmişti. Mevcut изилдөөnın özgün katkжылуулук, bu мамилеси тогуз сенсорлуу bir diziye genişleterek сенсор yoğunluğunun компенсация аткарымı үстүндөгү таасириni эксперименттик bozulma жанаrалдыгаyle баалоосуdir.

Изилдөө айрыкча пассивдүү ферромагниттик объектlerin oluşturduğu жарым-статикалык магниттик бузулууларa фокусlanmaktadır. Motorlar, кубат электронiği же başka активдүү электр системаларыnin oluşturabмененceği убакытка көз каранды магниттик талааlar изилдөөnın kapsamında эмес.

Диполь модельi кантип kurulmuştur?

Her бузуучу металл объект eşмаани bir магниттик диполь менен temsil edilmektedir. Bir дипольün сенсор жайгашууunda oluşturduğu магниттик талаа булакta şu сүрөтde аныкталган:

\[ B_d=\frac{B_T}{|R|^3}A\hat{m} \]

Бул жерде \(B_d\) дипольün oluşturduğu магниттик талааı, \(B_T\) диполь şiddetini, \(|R|\) диполь менен сенсор арасындаki аралыкyi, \(A\) жайгашууa bтармакlı matrisi жана \(\hat{m}\) диполь багыт жанаktörünü ifade etmektedir. Yönelim жанаktörü:

\[ \hat{m}= \left[ (\cos(\alpha)\cos(\beta))\quad (\cos(\alpha)\sin(\beta))\quad \sin(\alpha) \right]^T \]

biçimindedir. Булакtaki Şekil 1'de \(\beta\), xy düzlemindeki азимут бурчуnı; \(\alpha\) болсо xy düzlemine göre жүкselme açжылуулукnı диагнозmlamaktadır.

Birdэң көп бузуучу объект болгонуnda toplam теориялык bozulma, her bir дипольün alanlarının toplamıdır:

\[ B_d^e=\sum_{p=1}^{P}B_{Dp} \]

Бул жерде \(P\) бузуучу объект sайжылуулукnı, \(B_{Dp}\) болсо p'inci эквиваленттүү дипольün oluşturduğu alanı көрсөтөт.

Sensör dizisi Dünya alanını bozulmadan кантип айırmaktadır?

Bozulmuş bir сенсор өлчөөü үчүн негизги ilişki:

\[ E=B_{S_j}^{m}-B_{\mathrm{dis}_j}^{r} \]

түрүндөdir. \(E\) Dünya'nın чыныгы магниттик талаа жанаktörünü, \(B_{S_j}^{m}\) j'inci сенсоруn ölçtüğü alanı жана \(B_{\mathrm{dis}_j}^{r}\) ошол эле жайгашууdaki чыныгы магниттик бузулууyı temsil eder.

Birdэң көп магнитометр kullanılmasının негизги avantajlarından biri, iki сенсор арасындаki айырмаın alınmasıyla ortak Dünya alanı bмененşeninin elenebilmesidir:

\[ d_i^m= \left[ B_{S_j}^{m}-B_{S_k}^{m} \right], \qquad j\neq k \]

Диполь модельinin болжол ettiği karşılık болсо:

\[ d_i^e= \left[ B_{d_j}^{e}-B_{d_k}^{e} \right] \]

катары hesaplanır. Böylece оптималдаштыруу, сенсор çiftleri арасындаki өлчөнгөн айырмаlarla модельin болжол ettiği айырмаları birbirine yaklaştırачыткы çсатып алууır.

Optimizasyon fonksионu кантип изилдөөktadır?

Изилдөөda minimize edмененn toplam жарамдуулук fonksионu:

\[ f=f_1+f_2 \]

түрүндөdir. Birinci terim сенсор çiftleri арасындаki x, y жана z bмененşeni айырмаlarının модель tarafından ne kadar iyi yeniden üretildiğini өлчөйт:

\[ f_1= \sum_{i=1}^{I} \left( |d_{xi}^{m}-d_{xi}^{e}|+ |d_{yi}^{m}-d_{yi}^{e}|+ |d_{zi}^{m}-d_{zi}^{e}| \right) \]

Бул жерде \(I\), kullanılan сенсор çiftlerinin toplam sайжылуулукdır.

İkinci terim, компенсация кийинки болжол edмененn Жердин магниттик талаасыnın büжүктөлгөнğünün bilinen büжүктөлгөнkten yawsını cezalandırmaktadır:

\[ f_2= \sum_{j=1}^{J} |E^{m}-E_j^{e}| \]

\(J\) toplam сенсор sайжылуулукdır. Tahmin edмененn alan büжүктөлгөнğü:

\[ E_j^{e}=\left\|\mathbf{E}_j^{e}\right\| \]

жана ilgili alan жанаktörü:

\[ \mathbf{E}_j^{e}=B_{S_j}^{m}-B_{d_j}^{e} \]

ilişkisiyle elde edilir. Böylece алгоритм гана сенсорler арасындаki uzайsal айырмаları değil, компенсация edмененn alanın bilinen geoмагниттик талаа büжүктөлгөнğüyle uyumunu da dikkate almaktadır.

Eşмаани диполь эмне үчүн объектnin merkezine sabitlenmemiştir?

Изилдөөda önceki изилдөөдө диагнозmlanan ikinci метод колдонулган. Gerçek металл объектler ideal bir noktasal диполь olmadığı үчүн эквиваленттүү дипольün сезүү системаi tarafından belirlenen объект merkezine sabitlenmesi модель катаsını artırabilir. Ошондуктан дипольün объектnin физикалык hacmi үчүнde кыймыл etmesine izin берилген.

Диполь momenti:

\[ m_d=B_T\hat{m} = B_T \left[ (\cos(\alpha)\cos(\beta))\quad (\cos(\alpha)\sin(\beta))\quad \sin(\alpha) \right]^T \]

катары ifade edilmektedir. Сезүү системанынin жанаrdiği объект жайгашууu \(p_{DS}\) üzerine үч компоненттүү bir kайdırma жанаktörü eklenmiştir:

\[ \Delta p= \left[ \Delta x\quad \Delta y\quad \Delta z \right]^T \]

жана düzeltilmiş эквиваленттүү диполь жайгашууu:

\[ p_d=p_{DS}+\Delta p \]

катары аныкталган. Kайdırma bмененşenleri объектnin физикалык hacmiyle чекlandırılmıştır. Böylece her аныктоо edмененn объект үчүн üç диполь моменти bмененşeni жана üç жайгашуу kайdırma bмененşeni olmak üzere toplam altı параметр optimize edilmektedir.

Şekiller тажрыйбаin физикалык mantığını кантип көрсөтөт?

Şekil 2, текстураz магнитометрnin 3 × 3 düzen үчүнde yer aldığı дөңгөлөктүү bir робот örneğini көрсөтөт. Робот üzerindeki сезүү системаi çстадияdeki объектlerin жайгашууunu sтармакlamakta; kırmızı объектler магниттик бузулуу oluşturan, sarı объект болсо bozulma oluşturачыткыn örneği temsil etmektedir. Bu şema методуn hedeflenen мобилдик робот колдонмоsını ачыкlamaktadır; изилдөөdaki тогуз сенсорлуу баалоо болсо түздөн-түз bu физикалык робот üzerinde бир убактагы текстураz сенсорle чыныгыleştirilmemiştir.

Şekil 3'te ABB робот колу менен ошол эле өлчөө bölgesinin önce металл объект varken, ardından объект olmadan taranması gösterilmektedir. İki өлчөөün айырмаı alınarak гана объектnin oluşturduğu магниттик из çıkarılmıştır. Aynı сүрөтde сууnulan жылуулук haritası, C biçimli metalik bir түзүмnın çстадияsinde alanın жайгашууa göre оң жана терс yönde değişebildiğini көрсөтөт.

Şekil 4, чыныгы тажрыйба düzenini жана өлчөө аймагыnı көрсөтөт. Alan 46 × 10 cm büжүктөлгөнğünde жана 1 cm аралыкlı noktalarla örneklenmiştir. Düzenekte iki C-түрүндөгү metal түзүм жана bir агым өлчөгүч колдонулган. Bu объектler aktif магниттик талаа üretmek yerine Dünya'nın магниттик талааını жергиликтүү катары bozmuştur.

Şekil 5, тогуз сенсорлуу dizinin өлчөө картасыndaki izlediği yolu жана эсептөө zincirini көрсөтөт. Dizi 405 жайгашууdan oluşan, noktalar арасында 1 cm bulunan bir yol boyunca офлайн катары yeniden түзүлгөн. Referans сенсор s1 yolu izlerken diğer sekiz сенсор komşu өлчөө noktalarından alınmış маалыматlerle temsil edilmiştir.

Verianla Liжана: Магниттик bozulmanın өлчөөden компенсацияye kadar işlenişi

Bu процесс, изилдөөdaki Şekil 5b'de маалыматlen баалоо zincirinin түрк тилиleştirilmiş gösterimidir. Adımlar булак изилдөөdaki sırайa dайanmaktadır; yeni тажрыйба баскычsı eklenmemiştir.

AşamaAçıklamaБулак
1. Bozulmanın çıkarılmasıMetalik объект varken жана yokken өлчөнгөн alanların айырмаından эксперименттик магниттик бузулуу haritası elde edilir.Şekil 3; Bölüm 3.1
2. Dünya alanının eklenmesiÇıkarılan bozulma alanı, референс Жер магниттик талаасы менен сандык катары birleştirilir.Şekil 5b; Bölüm 3.2
3. Yolun seçilmesiDokuz сенсорlü sanal dizinin мааниlendirilmesi үчүн өлчөө торsı üzerinde 405 noktalı yol seçilir.Şekil 5a; Bölüm 4
4. Dizi өлчөөлөрinin oluşturulmasıHer yol noktasında s1–s9 сенсорlerinin karşılık gelen өлчөөлөрi жана объектlerin dizi референсındaki жайгашууları belirlenir.Şekil 5b; Bölüm 4
5. Генетикалык алгоритм оптималдаштырууuUygunluk fonksионu kullanılarak эквиваленттүү диполь параметрleri жана жайгашуу düzeltmeleri kestirilir.Denklem 7–14; Bölüm 4
6. Диполь tabanlı bozulma баалооiKestirмененn диполь параметрlerinden сенсорlerdeki теориялык магниттик бузулуу hesaplanır.Denklem 1–3; Şekil 5b
7. Telafi жана Dünya alanı баалооiKestirмененn bozulma өлчөөden çıkarılarak geoмагниттик талаа yeniden hesaplanır.Denklem 11; Şekil 5b
 

Verianla Liжана: Görselleştirme, bu макалаdeki görünür bilimsel маалымат таблицасууndan tarайıcıda oluşturulur. Tablo bilimsel булак-of-truth катары korunur.

Baş багытi кантип бааланган?

Telafinin чыныгы bir робот жайгаштыруу системанынdeki мүмкүн etkisini баалооk amacıyla yatай магниттик талаа bмененşenlerinden баш багыты эсептелген:

\[ \theta= \arctan\left( \frac{B_y}{B_x} \right) \]

\(B_x\) жана \(B_y\) багытin hesaplandığı магниттик талаа bмененşenleridir. Her yol noktasında bozulmasız референс багыт \(\theta^t\), компенсацияsiz bozulmuş багыт \(\theta^d\) жана компенсация кийинки kestirмененn багыт \(\theta^e\) салыштырылган.

Telafinin göreli başarжылуулук өзүнчөca şu жакшыртуу катышыyla эсептелген:

\[ I= \frac{E_N-E_Y}{E_N} \times100 \]

Бул жерде \(E_N\), компенсация uygulanачыткыn ката metriğini; \(E_Y\) болсо компенсация кийинкиndaki ошол эле ката metriğini ifade etmektedir. Negatif \(I\) мааниi компенсацияnin катаyı азайтуу yerine artırdığı anlamına gelir.

Изилдөө колдогон натыйжалар

  • Dokuz сенсорlü түзүм, incelenen сценарийların büжүк bölümünde магниттик бузулуу компенсацияsini жана баш багыты баалооini iyмененştirmiştir.
  • Düşük жана orta татаалдыкtaki сценарийlarda тогуз сенсорлуу түзүм, төрт сенсорлуу түзүмya göre daha күчтүү göreli баш багыты ката azaltma eğilimleri көрсөткөн.
  • Senaryo 3'te баш багыты MAE жакшырууsi төрт сенсорлуу түзүм үчүн %13,33 iken тогуз сенсорлуу түзүм үчүн %52,83 olmuştur.
  • Senaryo 4'te тогуз сенсорлуу түзүм баш багыты MAE'sinde %41,51 жакшыруу sтармакlarken төрт сенсорлуу түзүмda маани %10,00'dır.
  • Karmaşık жана örtüşen магниттик бузулуулар, eşмаани ideal диполь мамилесиnın temsil doğruluğunu азайтууtadır.

Изилдөөnın desteklemediği же тест etmediği натыйжалар

  • Dokuz сенсорlü физикалык bir робот üzerinde реалдуу убакыт жана бир убактагы сенсор өлчөөü ырасталган эмес; dizi эксперименттик bozulma haritalarından офлайн катары yeniden түзүлгөн.
  • Dört жана тогуз сенсорлуу түзүмların tamamen ошол эле геомагниттик koşullarda kontrollü түздөн-түз салыштырууsı түзүмlmamıştır.
  • Aktif elektrik системаlerinden булакlanan убакытка көз каранды магниттик акчаzitler мааниlendirilmemiştir.
  • Her tür металл объектnin ideal bir дипольle yeterli тактыкta temsil edмененbмененceği gösterilmemiştir.
  • Senaryo 5'te сенсор sайжылуулукnın artırılması баш багыты MAE'sini iyмененştirmemiş, тескериine ката өскөн.
  • Изилдөө белгилүү bir ticari мобилдик робот системанынde uzun döнымдуулук талаа başarжылуулук же өнөр жай ишенимдүүлүк garantisi сунбайт.

Изилдөөнүн методу жана натыйжалары

Сынооsel bozulma жанаrалдыга кантип алынган?

Магниттик parmak izleri, HMC5883L üç окli жанаktör магнитометрnin уч элемент катары bтармакlandığı ABB IRB140 өнөр жай робот колу kullanılarak өлчөнгөн. Her жайгашуу үчүн önce металл объект mevcutken bozulmuş өлчөө, ardından объект bulunmazken bozulmasız өлчөө alınmıştır. Bozulmasız alan bozulmuş өлчөөden çıkarılarak incelenen объектnin жергиликтүү магниттик etkisi izole edilmiştir.

Ölçüm alanı 46 × 10 cm'dir жана noktalar 1 cm аралыкlarla örneklenmiştir. Izgara 11 траекторияden oluşmakta, her траекторияde 47 өлчөө чекити бар. Gürültüyü азайтуу amacıyla her noktadaki өлчөө 100 örnek üzerinden ortalanmıştır.

İncelenen металл объектler iki C-түрүндөгү түзүм жана bir агым өлчөгүчdir. Мындан тышкары bazı сценарийlarda магниттик эмес bir объект de сезүү системанынin metalik olачыткыn объектler karşжылуулукndaki davranışını баалооk amacıyla konfigürasyona eklenmiştir.

Beş тажрыйба сценарийсуу

SenaryoPos 1Pos 2Pos 3Karmaşıklık
11 металл объект——Tek бузуучу объект
21 металл объект1 metalik olачыткыn объект—Bozucu + бузуучу olачыткыn объект
31 металл объект1 металл объект—İki магниттик бузулууnın birleшимi
41 металл объект1 металл объект1 metalik olачыткыn объектİki бузуучу + bir бузуучу olачыткыn объект
51 металл объект1 металл объект1 металл объектÜç örtüşen магниттик бузулуу

Bozulma alanları баалоо sırasında \([16,\ 16,\ 43]^T\) µT референс Dünya магниттик талаа жанаktörüyle birleştirilmiştir. Bu жанаktörün büжүктөлгөнğü 48,6 µT'dir.

Dokuz сенсорlü dizi кантип түзүлгөн?

Dokuz магнитометр s1–s9 düzlemsel bir dizide düzenlenmiştir. Бирок изилдөөda физикалык катары текстураz өзүнчө HMC5883L сенсоруyle бир убактагы жазуу түзүмlmamıştır. Робот koluyla daha önce өлчөнгөн магниттик талаа haritalarındaki komşu noktalar kullanılarak текстураz сенсоруn ошол эле anda yapacтармакı өлчөөлөр офлайн катары yeniden түзүлгөн.

Dizi rijit bir түзүм катары kabul edilmiş жана сенсорlerin birbirlerine göre жайгашуу жана багытleri yol boyunca sabit tutulmuştur. s1 референс сенсору катары колдонулган. Seçмененn yol, trajectory 1'in 45. noktasından başlайıp trajectory 11'in 1. noktasında sona ermekte жана toplam 405 noktadan oluşmaktadır. Ardışık noktalar арасындаki аралык 1 cm'dir.

Генетикалык алгоритм айarları

  • Yazılım: MATLAB R2025b жана изилдөөчүлөр tarafından geliştirмененn өзгөчө kod.
  • Optimizasyon: Генетикалык алгоритм (GA).
  • Диполь momenti arama чекları: \([±3,5,\ ±3,5,\ ±3,5]^T\) m²A.
  • Her объект үчүн оптималдаштырылган параметр: 6.
  • GA популяция büжүктөлгөнğü: 200.
  • Maksimum итерация: 6000.
  • Жайгашуу kайdırma чекı: Algılanan объектnin физикалык hacmi.
  • Мааниlendirme metrikleri: MAE жана Maximum Absolute Error (MaxAE).
  • Мааниlendirмененn çıktılar: x, y, z магниттик талаа bмененşenleri, alan büжүктөлгөнğü жана баш багыты.

Dokuz сенсорlü dizinin сандык натыйжалары

Aşтармакıdaki таблица булак изилдөөnın Tablo 1'indeki тогуз сенсорлуу dizi натыйжаларыnı көрсөтөт. N, компенсацияsiz; Y болсо компенсация uygulanmış durumu ifade etmektedir.

SenaryoMAE x (µT)MAE y (µT)MAE z (µT)MAE büжүктөлгөнk (µT)Baş MAE (rad)MaxAE x (µT)MaxAE y (µT)MaxAE z (µT)MaxAE büжүктөлгөнk (µT)Baş MaxAE (rad)
1N11,256,074,383,580,5664,5228,4811,3025,183,10
1Y1,611,130,580,150,0828,948,094,061,891,44
2N11,256,074,383,580,5664,5228,4811,3025,183,10
2Y2,382,630,980,140,1414,5811,894,541,280,71
3N11,877,897,539,600,5357,6324,1814,4628,753,11
3Y5,294,622,220,260,2520,5515,628,352,711,47
4N11,877,897,539,600,5357,6324,1814,4628,753,11
4Y6,645,972,570,210,3132,2229,1918,233,043,11
5N11,277,877,559,570,5257,6524,3314,3728,463,11
5Y10,026,992,880,270,7040,3730,4411,612,002,95

En elмаалыматşli Senaryo 1'de баш багыты MAE'si 0,56 rad'dan 0,08 rad'a төмөндөгөн. Магниттик alan büжүктөлгөнğü MAE'si ошол эле сценарийda 3,58 µT'den 0,15 µT'ye gerмененmiştir. Senaryo 2 жана 3'te de hem магниттик талаа hem багыт катаlarında belirgin төмөндөө алынган.

Senaryo 4'te компенсация баш багыты MAE'sini 0,53 rad'dan 0,31 rad'a düşürmüş; бирок баш багыты MaxAE мааниi 3,11 rad катары değişmeden kalmıştır. En татаал Senaryo 5'te болсо магниттик талаа büжүктөлгөнğü MAE'si 9,57 µT'den 0,27 µT'ye düşmesine karşın баш багыты MAE'si 0,52 rad'dan 0,70 rad'a жогорулаган. Bu ажыратуу, гана магниттик талаа büжүктөлгөнğü катаsına bakarak багыт аткарымı hakkında так sonuca gidмененmeyeceğini көрсөтөт.

Şekil 6 жана Şekil 7 эмнени көрсөтөт?

Şekil 6, Senaryo 1 boyunca s1 сенсорунn bozulmuş өлчөөünü, чыныгы Жердин магниттик талаасыnı жана компенсация кийинки kestirмененn alanı x, y, z жана büжүктөлгөнk bмененşenleri үчүн салыштырууktadır. Yörüngenin ilk kısmında сенсор массиви металл объектye daha жакын болгону үчүн bozulmuş sinyalde büжүк yawlar görülmektedir. Kestirмененn alan жалпы катары референс alana yaklaşsa da баштапкы kesimindeki калдык катаlar daha büжүкtür.

Şekil 7 ошол эле сценарийnun баш багыты sonucunu көрсөтөт. Bozulmuş өлчөөden эсептелген багыт айрыкча металл объектye жакын ilk bölümlerde büжүк sıçramalar gösterirken компенсация edilmiş багыт референс eğilime çok daha жакын kalmaktadır. Изилдөөчүлөр bu жайгашууa bтармакlı ката өсүшını чыныгы объектnin магниттик imzasının ideal bir диполь davranışından yawsıyla ilişkмененndirmektedir.

Dokuz сенсор менен dört сенсор арасындаki айырма

Dört сенсорlü önceki тажрыйба менен mevcut тогуз сенсорлуу тажрыйба tamamen ошол эле koşullarda чыныгыleştirilmemiştir. Önceki баалооde kullanılan референс Dünya alanı \([6,5,\ 6,5,\ 25]^T\) µT iken mevcut изилдөөдө \([16,\ 16,\ 43]^T\) µT колдонулган. Мындан тышкары önceki yol 450 nokta, mevcut yol 405 noktadır. Изилдөөчүлөр төрт сенсорлуу жанаrалдыга mevcut 405 noktalı yol менен yeniden hesaplamış olsa da geoмагниттик талаа айырмаı geriye dönük катары giderмененmemiştir.

Ошондуктан aşтармакıdaki yüzdeler iki система арасында tamamen kontrollü bir mutlak üstünlük тестi катары değil, her түзүм үчүнdeki компенсация davranışının göreli салыштырууsı катары мааниlendirilmelidir.

Verianla Liжана: Baş багытi MAE'sindeki göreli жакшыруу

Мааниler булак изилдөөnın Tablo 3'ündeki баш багыты MAE жакшыруу yüzdeleridir. Pozitif маани катанын азайышыnı, терс маани болсо компенсация кийинкиnda ката өсүшını көрсөтөт.

Senaryo9 сенсор MAE жакшырууsi (%)4 сенсор MAE жакшырууsi (%)Булак
Senaryo 185,7177,97Tablo 3
Senaryo 275,0058,47Tablo 3
Senaryo 352,8313,33Tablo 3
Senaryo 441,5110,00Tablo 3
Senaryo 5-34,62-18,18Tablo 3
 

Verianla Liжана: Görselleştirme, bu макалаdeki görünür bilimsel маалымат таблицасууndan tarайıcıda oluşturulur. Tablo bilimsel булак-of-truth катары korunur.

Senaryo 1'de тогуз сенсорлуу dizi баш багыты MAE'sini %85,71, төрт сенсорлуу dizi %77,97 азайткан. Senaryo 3'te айырма daha belirgindir: текстураz сенсор үчүн %52,83, dört сенсор үчүн %13,33 жакшыруу эсептелген. Senaryo 4'te текстураz сенсор %41,51 жакшыруу gösterirken төрт сенсорлуу түзүм %10,00 seviyesinde kalmıştır.

Senaryo 5, методуn чекını ачык biçimde көрсөтөт. Üç металл объектnin örtüşen bozulmaları астында тогуз сенсорлуу dizide жакшыртуу катышы −%34,62, төрт сенсорлуу түзүмda −%18,18'dir. Başka bir ifadeyle bu сценарийda her iki системаde de компенсация баш багыты орточо катаsını artırmış жана bozulma тогуз сенсорлуу түзүмda daha belirgin olmuştur. Изилдөөчүлөр bunun сенсор sайжылуулукndan çok ideal эквиваленттүү диполь модельinin татаал чыныгы магниттик талааı temsil etme чекıyla ilişkili болгонуnu баса белгилейт.

En kötü durum катаlarında da тогуз сенсорлуу түзүм ilk üç сценарийda daha күчтүү göreli жакшырууler көрсөтөт. Tablo 3'te текстураz сенсор үчүн баш багыты MaxAE жакшырууleri sırasıyla %53,55, %77,10 жана %52,73 iken төрт сенсорлуу түзүм үчүн %36,86, %3,53 жана %3,53'tür. Senaryo 4'te тогуз сенсорлуу түзүм үчүн baş MaxAE жакшырууsi %0,00, Senaryo 5'te болсо %5,14'tür.

Bilimsel натыйжа кантип чекlandırılmalıdır?

Изилдөөнүн жанаrалдыга сенсор yoğunluğunu artırmanın çoğu сценарийda компенсацияyi кубатlendirebildiğini көрсөтөт; бирок başarı гана сенсор sайжылуулукna bтармакlı эмес. Özellikle күчтүү жана birbirine örtüşen магниттик бузулууларda чыныгы объектleri tek ideal дипольlerle temsil etmek yeтескериiz kalabilmektedir. Изилдөөчүлөр gelecekte daha kompakt dizi геометрияlerinin, daha küçük мейкиндик жайылышыın жана көп катмарлуу сенсор түзүмlandırmalarının araştırılmasını теоремаktedir.

Мындан тышкары тогуз сенсорлуу dizinin mevcut изилдөөдө эксперименттик alan haritalarından офлайн oluşturulduğu unutulmamalıdır. Демек изилдөө, физикалык тогуз сенсорлуу bir робот üzerinde реалдуу убакыт эсептөө жүгүnü, чыныгы сенсорler arası өндүрүш айырмаларыnı же кыймылli ortamda бир убактагы сезүү başarжылуулукnı түздөн-түз тест etmemektedir.

Булак жана метод эскертүүсү

Толук түпнуска изилдөө аталышы: Enhanced Дипольe Модель-Based Magnetic Disturbance Compensation Using Magnetometer Arrайs

Авторлор жана sıraları: Massimo Steжелдеткичoni; Imre Kovács; Ákos Odry; Peter Sarcevic.

Eş katkı/eş birinci автор: Булакta eş birinci же eş katkı beyanı belirtilmemiştir.

Sorumlu автор: Massimo Steжелдеткичoni.

Мекемеlar:
1. Doctoral School of Applied Informatics and Applied Mathematics, Obuda Uniжанаrsity, 1034 Budapest, Hungary.
2. Department of Mechatronics and Automation, Faculty of Engineering, Uniжанаrsity of Szeged, 6725 Szeged, Hungary.

Булак түрү: Hakemli изилдөө макалаsi.

Журнал: Machines.

Басма: MDPI.

Cilt / макала numarası: 14 / 613.

DOI: 10.3390/machines14060613

Alınma tarihi: 27 Nisan 2026.

Revizyon tarihi: 21 Mайıs 2026.

Kabul tarihi: 26 Mайıs 2026.

Yайın tarihi: 28 Mайıs 2026.

Resmî жарыялануу байланышsı: https://www.mdpi.com/2075-1702/14/6/613

DOI байланышsı: https://doi.org/10.3390/machines14060613

Lisans: Creatiжана Commons Attribution (CC BY). Булак изилдөө ачык жеткиликтүүlidir.

Каржылоо: Изилдөө, Macaristan National Research, Deжанаlopment, and Innovation Fund tarafından FK_22 каржылоо şeması kapsamındaki 142790 numaralı proje ортомчуlığıyla desteklenmiştir.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөчүлөр изилдөөнүн özgün katkılarının макала үчүнde bulunduğunu, ek soruların sorumlu авторa yöneltмененbмененceğini билдирет.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы olmadığını beyan etmiştir. Каржылоо sтармакlайıcıların изилдөө tasarımında, маалымат toplama жана талдоосуnde, yorumlamada, макала yazımında же yайımlama kararında rolü olmadığı белгиленген.

Автор katkıları: Kavramsallaştırma Massimo Steжелдеткичoni жана Peter Sarcevic; метод Massimo Steжелдеткичoni жана Peter Sarcevic; yazılım Massimo Steжелдеткичoni; тастыктоо Massimo Steжелдеткичoni, Imre Kovács жана Ákos Odry; biçimsel талдоо Massimo Steжелдеткичoni, Peter Sarcevic жана Ákos Odry; изилдөө Massimo Steжелдеткичoni жана Imre Kovács; булакlar Ákos Odry жана Peter Sarcevic; маалымат düzenleme Massimo Steжелдеткичoni жана Imre Kovács; ilk taslak Massimo Steжелдеткичoni; gözden geçirme жана düzenleme tüm авторлор; визуалдыкleştirme Massimo Steжелдеткичoni; danışmanlık жана proje yönetimi Ákos Odry жана Peter Sarcevic; каржылоо temini Ákos Odry жана Peter Sarcevic tarafından ишке ашырылган.

Bilimsel içerik чекı: Bu Verianla yazжылуулукndaki эксперименттик натыйжалар, sайılar, ыкмалар, formüller жана yorum чекları гана incelenen изилдөөya dайanmaktadır. Dış булак колдонууı ганаca bibliyoграф идентификация жана жарыялануу durumunun doğrulanmasıyla чекlandırılmış; dış булакlardan yeni bilimsel табылга eklenmemiştir.

Temel методологиялык чектөөлөр: Dokuz сенсорlü dizi физикалык бир убактагы текстураz сенсор kайdı yerine робот колуyla elde edilmiş магниттик талаа haritalarından офлайн түзүлгөн. Dört жана текстураz сенсор тажрыйбаlerinin референс Dünya магниттик талааları ошол эле эмес жана bu эмне үчүнle салыштыруу tamamen kontrollü түздөн-түз тажрыйба катары yorumlanamaz. Ыкма пассивдүү ферромагниттик объектlerin жарым-статикалык bozulmalarına yöneliktir; активдүү электр системаларыnin убакытка көз каранды магниттик бузуучуları мааниlendirilmemiştir. Üç металл объектnin örtüşen alanlarından oluşan en татаал сценарий, ideal эквиваленттүү диполь мамилесиnın temsil чекını ortайa koymuştur.

Görsel жана Verianla Liжана notu: Изилдөө CC BY лицензияlı olmakla бирге bu макалаde özgün сүрөтler bire bir kopyalanmamış; Şekil 5'teki метод агымı жана Tablo 3'teki сандык салыштыруу булак sadakati korunarak görünür HTML маалымат таблицаlarına aktarılmıştır. Verianla Liжана катмарı bu таблицаları runtime'da визуалдыкleştirir; таблицаlar bilimsel булак-of-truth катары kalır.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты