Бу изилдөө, жогорку бийиктикте узак убакыт миссия аткарган учкучсуз аба аппараттары үчүн айланма модуляцияланган инерциялык навигация системасы менен асман навигация системасыни ошол эле платформада бирлештирен эки октуу бир RINS/CNS архитектурасынин бардык негизги ката параметрлерини тек бир калибрлөө процессинде белирлемейи максатлыйор. Системде инерциялык өлчөө бирдиги (IMU) ики окли бир индекстөө/гимбал механизмина йерлештирилийор; кешиф амажыйла колдонулган камера исе ошондой эле жылдыз сенсору катары маанилендирилийор. Бөйлеже айры бир жылдыз трекери жана ек калибрлөө жабдыкы герексиниминин азалтылмасы хедефленийор.

Изилдөөнүн негизги йенилиги гана гироскоп жана акселерометр биас маанилерини калибре етмек дегилдир. Изилдөөчүлөр ошол эле ката абал векторунде IMU биас, масштаб фактору жана кайчылаш ок/курулум каталарыны; гимбал окторунин ортогоналдуулук бузулууларны; ич жана тышкы ок encoder бурч каталарыны; камеранын тышкы багытталуу параметрлерини (EOP); фокустук аралык, негизги чекит жана скев гиби ички параметрлерини (IOP) жана Brown–Conrady радиалдык/тангенциалдык линза дисторсиясы параметрлерини бирге тахмин етмектедир.

Бу максатла 47 бойутлу бир ката-абал модели жана жылдыз сүрөтүндеки пиксел калдыктарына дайанан Extended Kalman Filter йапысы иштеп чыгарылган. IMU маалыматтари 100 Hz'да йайылыркен жылдыз-пиксел гүнжеллемелери 2 Hz'да кулланылмактадыр. Калибрасйон йолу, ар түрдүү ката групларыны бир эле учурда гелиши гүзел уйармак йерине белгилүү сегменттерде белгилүү параметрлерин байкалуу мүмкүнчүлүгүн артыражак түрдө тасарланмыштыр.

Үч негизги ажыратуу механизми кулланылмактадыр: ички окин симметриялуу сканерлөөлөрында так/жуп (одд/евен) симетрийле ич encoder катасынын айрылмасы; тышкы окин ар түрдүү референс абалларыйла өлчөө Jacobian'ынын базынын дегиштирилмеси; дыш encoder катасынын исе үч бурчтуу толкун бичимли тышкы ок харекетине жыштык белгиси уйгуланарак дигер quasi-DC ката компоненттердинден айрылмасы.

Саф симуляцияда IMU, гимбал жана камера параметрлеринин чоң бөлүмү кендилери үчүн билги ташыйан илгили кыймыл сегментинде йакынсамыш жана изилдөө сонунда ката севийелери генел катары болжол менен %5'ин астында калмыштыр. HIL/семи-пхйсижал валидацияда чыныгы IMU жана гимбал encoder маалыматтари кулланылдыгында натыйжалар даха ызы-чуулү абалга гелмиш; изилдөөчүлөр сон ката севийелерини генел катары болжол менен %6–16 аралыгында рапорламыштыр.

Бирок HIL валидациясы чыныгы бир жогорку бийиктиктеги ИХА учушу дегилдир. IMU жана гимбал маалыматтаринин физиксел жабдыкдан гелмесине рагмен жылдыз өлчөөлөрү SAO жылдыз каталогундан, чыныгы йөнелим жана көрүү талаасы кысытлары колдонуп сентетик түрдө олуштурулмуштур. Ошондуктан изилдөө, ыкмасын лаборатория/жарым-физикалык уйгуланабилирлигини дестмуунекте; чыныгы асман сүрөтсү, учуу вибрациясы, термалдык градиентлар жана узак мөөнөттүү навигация катасы астында там учуш валидациясыны хенүз гөстермемектедир.

Түркия жагынан анламы: Түркия'деки жогорку бийиктиктеги ИХА, узун хавада калыш платформау, GNSS'сиз навигация, електро-оптик кешиф системасы жана инерциялык навигация Р&Д изилдөөларында бензер бир бирлчек калибрлөө ыкмасы методологиялык ачыдан маанилендирилебилир. Өзелликле милдет камерасынын ошол эле убакытда гөксел реферанс сенсорү катары кулланылмасы, платформадаки сенсор жана күтле текрарыны азалтма потансийели ташыр. Бирок бу изилдөөдаки калибрлөө ротасы, IMU калитеси, жылдыз гөрүнүрлүгү жана ката чоңлүклери белгилүү бир симуляция/HIL конфигүрасйонуна аиттир; чыныгы Түркия хава талаасы милдетлери үчүн атмосферик шарттар, камера оптиги, гимбал йапысы, учуу вибрациясы, убакыт синхрондоштуруу жана чыныгы жылдыз гөрүнүрлүгүйле йениден валидация герекир.

Неден RINS менен CNS бирге кулланылыйор?

Strapdown инерциялык навигация системасы дышарыдан сигнал алмадан конум, ылдамдык жана йөнелим хесабы йапабилдиги үчүн GNSS'нин карыштырылдыгы же еришилемедиги милдетлерде маанилүү. Бирок гироскоп жана акселерометрлердеки чок кичинекей биас, масштаб же ок хизалама каталары убакытла ентегре едилерек навигация катасынын бүйүмесине неден олур.

Rotational-Modulation Inertial Navigation System (RINS), IMU'йу контроллү түрдө дөндүререк сабит же йаваш дегишен сенсор каталарыны синүзоидал бичимлере ташыкча өсүүайы жана убакыт үчүнде орточо еткилерини азалтмайы максаттар.

Celestial Navigation System (CNS) исе жылдыз багыттарыны мутлак йөнелим реферансы катары кулланабилир. Бөйлеже аталетсел системасын убакытла бүйүйен йөнелим каталары гөксел өлчөөлөрле чекландырылабилир.

Изилдөөнүн ыкмасы бу ики меканизмайы бирлештиререк гана навигация йапмак дегил, ошол эле харекетлери сенсор системасынин кенди калибрлөөсү үчүн да кулланмактыр.

Системин физиксел архитектурасы насыл?

Кайнак изилдөөнүн сайфа 5'теки Шекил 1'и системасын негизги йапысыны гөстерир. Ортак бир меканик платформа үстүндө:

• ички гимбал огу,
• тышкы гимбал огу,
• IMU,
• оптикалык линза/камера

бирге булунмактадыр.

Ич гимбал номинал катары корпус \(+X_b\) оки етрафында \(\alpha\) ачысыйла; тышкы гимбал исе \(+Z_b\) оки етрафында \(\beta\) ачысыйла харекет етмектедир.

Айны сайфадаки Шекил 2, Жер/нав координат системасы, корпус системасы жана сенсор/гимбал системалари арасындаки айландырулари көрсөтөт. Бу координат чынжыры критик өнемдедир; анткени encoder, гимбал ортогоналдуулук, IMU курулум жана камера боресигхт каталарынын тамамы жылдыз багытынун тахмин едилен пиксел конумуна улашмасына кадар ошол эле айландыру зинжиринде бирбирине карышабилмектедир.

Гимбал каталары насыл модельленийор?

Герчек меканик системада ики гимбал окинин кусурсуз түрдө бирбирине дик олдугу же IMU окторунин меканик dönme окторуйле там чагымтыгы варсайыламаз.

Изилдөө гимбал геометрисини дөрт кичинекей ортогоналдуулук параметрсийле ифаде етмектедир:

\[ \theta_x,\;\theta_y,\;\theta_z,\;\phi \]

Ошондой эле ич жана дыш encoder өлчөөлөриндеки бурч каталары:

\[ \delta\alpha,\qquad\delta\beta \]

катары аныкталган.

Герчек ок ачылары:

\[ \tilde{\alpha}=\alpha+\delta\alpha \] \[ \tilde{\beta}=\beta+\delta\beta \]

бичиминде йазылмактадыр.

Биринжи дережеден сызыктандыруу сонужунда изилдөөчүлөр үч маанилүү гөзлем елде едийор:

• \(\delta\alpha\) ен гүчлү түрдө ички ок тарамаларыйла уйарылыр.
• \(\delta\beta\) тышкы ок харекети олмадан гүчлү түрдө гөзлемленемез.
• Гимбал нон-ортхогоналитй параметрлери өлчөөде quasi-DC бир бозужу гиби давраныр.

IMU ката модельи нелери ичерийор?

Гироскоп өлчөө модельи ширетүүта:

\[ \tilde{\omega}^{s} = (I+\Delta K_g)\omega^s + \Delta A_g\omega^s + \varepsilon^s + n_g \]

катары маалыматлмектедир.

Ивмеөлчер үчүн:

\[ \tilde{f}^{s} = (I+\Delta K_a)f^s + \Delta A_a f^s + \nabla^s + n_a \]

кулланылыр.

Бурада:

• \(\varepsilon^s\): гироскоп сабит биас'лары,
• \(\nabla^s\): акселерометр сабит биас'лары,
• \(\Delta K_g,\Delta K_a\): масштаб фактору каталары,
• \(\Delta A_g,\Delta A_a\): кайчылаш ок/курулум каталары,
• \(n_g,n_a\): өлчөө ызы-чуулеридир.

Камера неден гана тышкы багытталууле калибре едилмийор?

Изилдөөдө камера басит бир йөнелим сенсорү катары маанилендирилмемектедир. Камера ич геометриси да калибрлөө абал векторуне дахил едилмиштир.

Ич параметр тобу:

\[ \eta_{IOP} = [f_x,f_y,c_x,c_y,s,k_1,k_2,p_1,p_2]^T \]

катары аныкталган.

Бурада \(f_x,f_y\) пиксел жинсинден одак узаклыклары; \(c_x,c_y\) негизги чекит; \(s\) пиксел скев; \(k_1,k_2\) радиалдык жана \(p_1,p_2\) тангенциалдык дисторсия параметрлеридир.

Brown–Conrady дисторсия модельи

Нормализе едилмиш идеал сүрөт координаттары \(x,y\) үчүн:

\[ r^2=x^2+y^2 \]

жана дисторсиялу координатлар:

\[ x_d = x+x(k_1r^2+k_2r^4) +2p_1xy +p_2(r^2+2x^2) \] \[ y_d = y+y(k_1r^2+k_2r^4) +p_1(r^2+2y^2) +2p_2xy \]

катары модельленмектедир.

Бу теңдеме S5 сегментинин неден камерайы гана сүрөт борборунда дегил чет жана köşe аймактаринде да жылдыздарла уйармасы геректигини ачыклар. \(r\) кичинекей калдыгында айрыкча радиалдык дисторсия параметрлерине байланышн билги зайыф калмактадыр.

Бир жылдыз гөзлеми бардык ката групларына насыл багланыйор?

Изилдөөнүн негизги бирлчек ката теңдемелеринден бири жылдыз бирим вектөрүндеки кичинекей катайы дөрт компоненте айырмактадыр:

\[ \delta s^n \approx -[s^n\times]\phi^n - [s^n\times]C^n_b\delta\theta_{EOP} + C^n_b(\delta C^b_s)R_{BC}s^c + C^n_bR_{BC}J_i\delta\eta_{IOP} \]

Бу ифаде ошол эле жылдыз пиксел артыгынын:

• навигация/корпус багытталышы катасыны,
• камера EOP катасыны,
• гимбал encoder жана нон-ортхогоналитй каталарыны,
• камера IOP жана линза дисторсиясы каталарыны

бир эле учурда ташыйабилдигини көрсөтөт.

Ошондуктан негизги маселе гана көп сандагы параметр тахмин етмек дегилдир; бирбирине чок бензер өлчөө имзалары олуштуран параметрлерин бирбиринден айрылабилмесидир.

Неден 47 бойутлу ката абалыу кулланылыйор?

Изилдөөдөки бирлчек ката-абал вектору топлам 47 параметрден олушмактадыр.

Кайнак теңдемеинде IOP блогу \(f_x,f_y,c_x,c_y,k_1,k_2,p_1,p_2,s\) олмак үзере текстураз параметр ичерир жана бардык блокларла бирге топлам дурум бойуту 47'дир.

EKF ханги тезрда чалышыйор?

Өнерилен ката-абал EKF йапысында:

• IMU пропагатион: 100 Hz,
• жылдыз-пиксел жаңыртуусу: 2 Hz,
• HIL гимбал encoder агымы: 1 кХз

катары маалыматлмиштир.

Хер көрүнүүчү жылдыз үчүн тахмин едилен пиксел менен өлчүлен пиксел арасындаки артык фильтрйе өлчөө катары гирер.

Гөрүнтү артыкларында четки маанилерин фильтрйи бозмасыны азалтмак үчүн \(\chi^2\) гатинг, ресидуал вхитенинг жана геометрик көрүнүү текшерүүлөрү уйгуланмактадыр.

Статик сегменттерде ZUPT неден вар?

S0 жана S6 статикалык күтүү бөлүмлеринде опсийонел zero-velocity update уйгуланабилмектедир:

\[ z_{zupt} = \hat v^n-0 \]

Бу ек өлчөө айрыкча акселерометр биас жана илгили ката абалыларынын байкалуу мүмкүнчүлүгүн дестмуунектедир.

Үч ката ажыратуу механизми

1. Ич окде тек/жуп симметрия

Дыш ок \(\beta\) сабиткен ички окде \(+\alpha\) жана \(-\alpha\) симетрик гечишлер уйгуланмактадыр.

\[ z^{odd} = \frac{1}{2} [z(+\alpha,\beta)-z(-\alpha,\beta)] \] \[ z^{even} = \frac{1}{2} [z(+\alpha,\beta)+z(-\alpha,\beta)] \]

Ич encoder катасынын еткиси \(\alpha\)'йа ылайык так симметрия гөстериркен EOP, дыш encoder жана нон-ортхогоналитй теримлери биринжи ордерде даха чок чифт/quasi-DC компонентде калмактадыр.

Бөйлеже одд каналын:

\[ z^{odd}\rightarrow\delta\alpha \]

параметрсини кувветли түрдө айырмасы максатланыр.

2. Басис свитжхинг

Ич ок тарамасы гана \(\beta=0^\circ\) конумунда йапылырса базы Jacobian колонлары бирбирине чок бензер абалга болуп калышы мүмкүн.

Бу неденле тышкы ок:

\[ \beta=0^\circ,\quad+45^\circ,\quad-45^\circ \]

реферансларына тэскирүүктадыр.

Йени тышкы ок конуму өлчөө хассасийет матрицаинин геометрик базыны өзгөртөт. Бөйлеже айрыкча гимбал параметрлери менен сабит камера EOP каталары арасындаки кореласйонун азалтылмасы хедефленир.

3. Дыш encoder үчүн жыштык белгилөө

Дыш окде rate-limited үч бурчтуу кыймыл уйгуланарак \(\delta\beta\) параметрсинин динамик имзасы quasi-DC теримлерден айрылмактадыр.

Кайнакта колдонулган демодуляция мантыгы:

\[ D_{\beta}[z] = \frac{2}{T} \int_{t_0}^{t_0+T} z(t)\, \mathrm{sgn}(\dot{\beta}(t))dt \]

шеклиндедир.

Дыш encoder компоненти бу етикетлемейле корунуркен сабит EOP жана нон-ортхогоналитй компоненттердинин бастырылмасы максат кылынат.

Гөзлемленебилирлик насыл өлчүлүйор?

Хер кыймыл сегменти үчүн Fisher Information Matrix олуштурулмакта жана Singular Value Decomposition менен билги ичериги маанилендирилмектедир.

Сегмент \(S\) үчүн:

\[ W_S = \sum_{k\in S} \Phi^T_{k,0} H^T_k R^{-1}_k H_k \Phi_{k,0} \]

аныкталган.

Белирли бир параметр тобу үчүн нормализе байкалуу мүмкүнчүлүгү индекси:

\[ NOI_S(\Theta) = \frac{ \sigma_{\min} (E^T_{\Theta}W_SE_{\Theta}) }{ \sigma_{\star}(S) } \]

катары хесапланмактадыр.

NOI маании бүйүдүкче илгили кыймыл сегментинин сечилен параметр тобуна даха фазла багымсыз билги сагладыгы кабул едилмектедир.

Калибрасйон йолунун милдет бөлүштүрүү

Ханги segment ханги параметрйи гөзлемленебилир йапыйор?

Йөнтем жана Булгулар

Саф симуляция шарттары

Симүласйон жакындашуу давранышы

Кайнак Шекил 5–15'те параметр тахминлери убакыт оки бойунжа гөстерилмектедир. Графиклерин ортак өзеллиги, параметрлерин бардык 12 дакика бойунжа ошол эле хызда жакындашуумасыдыр.

Бир дурум кендисини уйаран сегменте улашмадан мурун тахмин егриси чоң өлчүде дүз калмакта; илгили харекет башладыгында тез чыныгы маание йаклашмактадыр.

Бу давраныш, изилдөөнүн “segment-висе обсервабилитй” иддиасынын ен маанилүү сайысал гөстергесидир.

Гироскоп биас натыйжалары

Үч гироскоп биас'ы агырлыклы катары S1–S3 үчүнде жакындашкан.

Енжодер натыйжалары симуляцияда йолу догрулуйор

Кайнак Шекил 12'да ич encoder катасы \(\delta\alpha\) илк ички ок тарамаларында тез 40 аржсеж живарындаки чыныгы маание улашыркен дыш encoder катасы \(\delta\beta\) S4'е кадар дүшүк билгийле калмактадыр.

S4 тышкы ок үч бурчтуу кыймыли башладыгында \(\delta\beta\) тахмини кескин түрдө чыныгы маание жакындашууда.

Бу график, дыш encoder катасынын гана ички ок тарамасыйла гүвенилир түрдө тахмин едилемедигини түздөн-түз көрсөтөт.

Камера параметрлери неден S5'е кадар беклийор?

Кайнак Шекил 13 жана 14'те камера интринсижс жана Brown–Conrady дисторсия тахминлеринин S5'е кадар чектелген билги топладыгы көрүнөт.

S5'те жылдыз нокталары сүрөт борборундан сүрөт четына/бурчйе догру ташындыгында:

• \(f_x,f_y\),
• \(c_x,c_y\),
• пиксел скев,
• \(k_1,k_2,p_1,p_2\)

параметрлери хызлы түрдө жакындашууда.

Бу натыйжа, оптик калибрлөөда гана көп сандагы жылдыз гөрменин дегил, жылдыздарын сүрөт дүзлеминдеки геометрик бөлүштүрүүынын да маанилүү олдугуну көрсөтөт.

Нормалдаштырылган байкалуу мүмкүнчүлүгү графиги не сөйлүйор?

Кайнак сайфа 19'даки Шекил 16, S1–S6 бойунжа ар түрдүү параметр блокларынын NOI маанилерини йан йана көрсөтөт.

Графикте:

• ич encoder билгиси S1–S3'те гүчлү,
• дыш encoder билгиси S4'те айкын,
• EOP билгиси S2–S3'те гүчленмиш,
• IOP/дисторсия билгиси S5'те айкын түрдө жогорулаган.

Бу неденле калибрлөө жолу гана сезгисел бир харекет дизиси катары дегил, Фисхер билги матрицаи жана SVD натыйжаларыйла байланышлендирилмиштир.

Саф симуляцияун генел сонужу

Изилдөөчүлөр 12 дакикалык изилдөө сонунда IMU, гимбал жана камера параметрлеринин генел катары болжол менен %5 чеги үчүнде йакынсадыгыны билдирмектедир.

Бирок камера интринсиклерине байланышн Табло 5'ин “Рел. %” сүтунундаки базы маанилер трутх–естимате катышыйла түздөн-түз уйушмадыгындан Верианла макалесинде камера үчүн хер сатырдан йениден түретилмиш багыл йүзде сунулмамыштыр.

HIL валидациясында чыныгы олан жана сентетик олан недир?

Кайнак сайфа 21'деки Шекил 17 физиксел HIL сыноо түзүлүшүни көрсөтөт. Гөрселде üç eksenli turntable дүзени, контрол билгисайары жана сыноо жабдуусу көрүнөт.

HIL йапысында:

• IMU: rate-table үстүндө чыныгы sensör verileri, 100 Hz,
• Гимбал: чыныгы эки октуу encoder агымы, 1 кХз,
• Йылдыз сенсорү: SAO каталогундан сентетик жылдыз багыттары,
• Пиксел ызы-чуусү: болжол менен 0,3 пкс,
• Пиксел гүнжеллемеси: 2 Hz

колдонулган.

Бу неденле изилдөө “хардваре-ин-тхе-лооп” катары адландырылса да оптик сенсор зинжири бардыкүйле чыныгы жылдыз сүрөтү/centroid өлчөөүнден олушмамактадыр.

HIL'да неден натыйжалар көтүлешийор?

Герчек системада жылдыз гөрүнүрлүгү жана өлчөө калитеси идеал дегилдир. Изилдөөчүлөр HIL сүрежинде болжол менен %10–15 сүрөт каресинин segment гечишлериндеки көрүнүү дегишими же centroid четки маанилери неденийле елендигини билдирмектедир.

Бунун сонужунда жакындашуу егрилери саф симуляцияа ылайык даха ызы-чуулү жана даха йаваш абалга гелмектедир.

Саф симуляция жана HIL гироскоп биас салыштыруусы

HIL изилдөөсынын генел валидация сонужу

Изилдөөчүлөр HIL тажрыйбаларинде бардык параметр групларынын йине кендилери үчүн билги ташыйан сегменттерде йакынсадыгыны жана S6 статик бөлүмүнде геч дөнем дивержанс гөстермеден туруктуу калдыгыны рапорламактадыр.

Генел ката деңгээли саф симуляциядаки болжол менен ≤%5 севийесинден пратик HIL шарттарында болжол менен %6–16 бандына жогорулайт.

Табло 6'да базы сатырларда %16'йы жеңил ашан маанилер да булунмактадыр; өрнегин ажжелерометер Й биас үчүн %16,30 жана камера EOP КС үчүн %16,34 йазылмыштыр. Ошондуктан “%16” ифадеси кесин математиксел үст чек йерине изилдөөчүлөрдүн болжол менен натыйжалуулук өзетидир.

Хесаплама йүкү учуу компьютери жагынан йүксек ми?

Кайнакта ката абалы бойуту \(n=47\) жана типик пиксел өлчөө йыгыны болжол менен \(m\approx40\) катары маалыматлмиштир.

Бир өлчөө гүнжеллемесинин баскын кармашыклыгы:

\[ O(n^2m+m^3) \]

жана ен көтү дурумда коварйанс гүнжеллемеси:

\[ O(n^3) \]

катары маанилендирилмиштир.

Изилдөөчүлөр 2 Hz пиксел жаңыртуусу башына болжол менен \(10^5\) калкыма чекит операциясы ордерсинин гүнжел аз кубаттуу учуу процессорлору үчүн йөнетилебилир олдугуну белиртмектедир.

Йөнтемин күчтүү жактари

• IMU, гимбал жана камера параметрлери тек ката абалы моделинде бирлештирилмиштир.
• Камера гана боресигхт жагынан дегил ички параметрлери жана Brown–Conrady дисторсияуйла бирге калибре едилмектедир.
• Параметре айрыштырмасы гана фильтр айарына быракылмамыш, физиксел харекет ротасы байкалуу мүмкүнчүлүгү үчүн өзел катары тасарланмыштыр.
• Ич жана дыш encoder каталары ар түрдүү симетри/жыштык имзаларыйла айрыштырылмактадыр.
• PWCS, Fisher Information Matrix жана SVD менен ханги сегментин ханги параметрйе билги сагладыгы сайысал катары изилденген.
• Саф симуляцияа ек катары чыныгы IMU жана гимбал маалыматтарийле HIL валидациясы йапылмыштыр.
• Кешиф камерасынын жылдыз сенсору катары йениден кулланылмасы айры сенсор йүкүнүн азалтылмасына йөнелик система севийеси бир ыкма сунмактадыр.

Изилдөөнүн колдогон натыйжалар

• Чифт окли харекет йолу астында IMU, гимбал жана камера ката груплары ошол эле EKF үчүнде тахмин едилебилмектедир.
• Ич encoder катасы агырлыклы катары S1–S3 ички ок тарамаларында байкалуучу абалга гелмектедир.
• Дыш encoder катасы S4 тышкы ок харекети олмадан гүчлү түрдө жакындашуумактадыр.
• Камера EOP'лары тышкы ок басис свитжхинг менен S2–S3'те билги казанмактадыр.
• Камера IOP жана Brown–Conrady дисторсияу S5'теки борбор–чет сүрөт тарамасындан гүчлү түрдө йарарланмактадыр.
• Саф симуляцияда параметр груплары генел катары болжол менен %5 ката севийесинин үчүнде жакындашууда.
• Герчек IMU/гимбал маалыматтари ичерен HIL ортамында segment базлы жакындашуу давранышы корунмактадыр.
• HIL'деки көрүнүү кайбы жана идеал олмайан centroid бөлүштүрүүлары саф симуляцияа кыйасла ката севийелерини артырмактадыр.

Изилдөөнүн хенүз канытламадыгы нокталар

• Йөнтем чыныгы бир HALE ИХА учушунда ырасталган эмес.
• Герчек жылдыз сүрөттөрийле камера centroid extraction зинжири HIL изилдөөсында кулланылмамыштыр.
• Атмосферик гөрүш, булут, гүн ышыгы жана чыныгы асман арка планы модельленмемиштир.
• Камера–IMU убакыт senkronizasyon катасы ачык түрдө калибре едилмемиштир.
• Роллинг-схуттер камера еткиси модельленмемиштир.
• Сыжаклык градйанларына баглы IMU/гимбал параметр дегишимлери учурдагы кыса калибрлөө пенжересинде модельленмемиштир.
• Узун дөнем сенсор дрифтлери убакытла дегишен параметр модельийле ырасталган эмес.
• Гимбал же rate-table меканик бузулуулары саф симуляцияда эске алынмамыштыр.
• Калибрасйон кийинсында чыныгы милдет навигация катасынын метре же дереже жинсинден не кадар ийилештигине байланышн чыныгы учуш сонужу маалыматлмемиштир.
• SAO каталог табанлы сентетик оптик валидация, чыныгы жылдыз сенсорунүн оптик жана centroid каталарынын тамамыны темсил етмез.

Гележек изилдөө

Изилдөөчүлөр гележекте температура жана убакыта баглы сенсор ката моделдерини калибрлөөа муунейи, көрүү талаасы жана меканик ылдамдык лимитлери астында калибрлөө ротасыны түздөн-түз байкалуу мүмкүнчүлүгү өлчүтлерийле оптимизе етмейи, харекетли UAV үстүндө жабык контурлуу учуу сыноосу чыныгылештирмейи жана gerçek zamanlı Фисхер билги миктарына ылайык калибрлөө сегменттерини адаптивдүү катары узатмайы планламактадыр.

Булак жана метод эскертүүсү

Там өзгүн изилдөө ады: А Фулл-Параметер Жалибратион Метход фор ан RINS/CNS Ынтегратед Навигатион Сйстем ин Хигх-Алтитуде Дронес

Авторлор: Huanrui Zhang; Xiaoyue Zhang; Chunhua Cheng; Xinyi Lv; Chunxi Zhang.

Йазар сырасы: Кайнак изилдөөдөки сыра айнен сакталган.

Еш каткы/тең биринчи автор: Кайнакта тең биринчи авторлык же тең салым билдирими булунмамактадыр.

Сорумлу йазар: Chunhua Cheng.

Курумлар:

1. Сжхоол оф Ынструмент Сжиенже анд Опто-Ележтронижс Енгинееринг, Beihang University, Беижинг, Жхина.
2. Qingdao Branch, Naval Aeronautic University, Кингдао, Жхина.

Дерги: Vehicles.

Йайыневи: MDPI, Басел, Свитзерланд.

Библийографик кайыт: Vehicles 2026, 8, 11.

DOI: 10.3390/vehicles8010011

Гөндерим тарихи: 28 Еким 2025.

Ревизйон тарихи: 1 Аралык 2025.

Кабул тарихи: 27 Аралык 2025.

Йайын тарихи: 5 Ожак 2026.

Кайнак түрү жана рецензияланганк: Хакемли изилдөө макалеси. Ана валидация саф симуляция жана жарым-физикалык Hardware-in-the-Loop сыноолорнден олушмактадыр.

Препринт дуруму: Инжеленен ширетүүта айры бир препринт сүрүмүне байланышн билги маалыматлмемектедир; бу Верианла маанилендирмесинде йайымланмыш рецензияланган сүрүм негизги алынмыштыр.

Ресмî жарыялоо байланышсы:https://www.mdpi.com/2624-8921/8/1/11

DOI байланышсы:https://doi.org/10.3390/vehicles8010011

Лисанс: Creative Commons Attribution 4.0 Ынтернатионал (CC BY 4.0). Изилдөө ачык еришимлидир.

Финансман: Изилдөөчүлөр изилдөөнүн дыш каржылоо алмадыгыны билдирмиштир.

Вери еришилебилирлиги: Кайнакта “Но нев дата вере жреатед ор аналйзед ин тхис студй” ифадеси йер алмактадыр.

Чыкар чатыршмасы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы булунмадыгыны бейан етмектедир.

Йазар каткылары: Йөнтем Huanrui Zhang; валидация Xiaoyue Zhang; бичимсел анализ Chunxi Zhang; изилдөө Chunhua Cheng жана Xinyi Lv тарафындан жүргүзүлгөн.

Денейсел валидация чеги: HIL сынооинде физиксел IMU/rate-table маалыматтари жана йүксек хассасийетли эки октуу гимбал encoder агымлары колдонулган. Йылдыз өлчөөлөри исе чыныгы оптик сүрөттөрдөн дегил, SAO каталогу жана чыныгы йөнелим/FOV кысытлары колдонуп сентетик катары үретилмиштир. Бу неденле изилдөө там физиксел учуш же чыныгы жылдыз сенсору сүрөт сыноои дегилдир.

Кайнак үчүндеки маанилүү техникалык жана едиторйал тутарсызлыклар

• Изилдөө калибрлөө ротасыны топлам 12 дакика катары танымламакта жана Шекил 4 болжол менен 0–12 дакикалык segment убакыт чизелгеси көрсөтөт. Бирок Табло 2'да S4 тышкы ок үч бурчтуу кыймылинин сүреси 12 с катары йазылмыштыр. Табло 2'деки бардык сүрелер бу мааниле топландыгында болжол менен 609 с, йани 10,15 дакика елде едилмектедир. S4 сүреси 120 с олдугунда топлам болжол менен 717 с же 11,95 дакика олмактадыр. Бу неденле “12 с” маании гүчлү түрдө йазым катасы изленими версе да Верианла буну сессизже дегиштирмемиштир.
• Бөлүм 4.3 калибрлөө жолуну гечишлерле бирге “11-segment дежоуплинг патх” катары танымлар. Сонуч бөлүмү исе S0–S6 дизисини “сикс rate-limited сегментс” катары адландырмактадыр. S0'дан S6'йа йеди С-сегменти булундугундан терминоложи кенди үчүнде там тутарлы дегилдир.
• Табло 5'те камера ички параметрлеринин “Рел. %” маанилери стандарт \(|estimate-truth|/|truth|\) хесабыйла уйушмамактадыр. Ошондой эле Бөлүм 5.4, \(f_y\) үчүн %4,70 ен чоң багыл ката мааниини сөйлеркен Табло 5 \(f_y\) сатырында %1,71 көрсөтөт. Бу неденле Верианла камера интринсиклери үчүн ширетүүтаки йүзде сүтунуну йениден йорумлайарак йени натыйжа үретмемиштир.
• HIL Табло 6'да базы параметрлерде маалыматлен Трутх, Естимате, Еррор жана Рел. % маанилери бирбирлерийле аритметик катары уйушмамактадыр. Өзелликле базы encoder, камера интринсижс, дисторсия жана EOP сатырларында түздөн-түз чыкарма ишлеми таблицада йазылы “Еррор” мааниини вермемектедир. Бу йүзден HIL'е байланышн генел %6–16 натыйжалуулук ифадеси ширетүү авторлорынын өзети катары актарылмыш, суроонлу сатырлардан багымсыз йени йүзде түретилмемиштир.
• Кайнак өзети HIL натыйжаларыны болжол менен %6–16 ката аралыгында танымламактадыр. Табло 6'да ажжелерометер Й биас үчүн %16,30 жана EOP КС үчүн %16,34 гиби %16'йы жеңил ашан маанилер булунмактадыр; ошондуктан %16 кесин математиксел үст чек катары йорумланмамалыдыр.

Билимсел ичерик ноту: Бу Верианла макалесиндеки система архитектурасы, теңдемелер, харекет сегменттери, ката абалылары, фильтр айарлары, симуляция натыйжалары, HIL маалыматтари жана чектөөлөр гана инжеленен ширетүү изилдөөйа дакүйүүктадыр. Дыш ширетүүлар илимий натыйжа муунек үчүн дегил, гана библийографик жарыялоо кимлиги жана рецензияланган жарыялоо дурумуну валидацияк амажыйла колдонулган.

Верианла Ливе ноту: Сүреч компоненти ширетүү Табло 2–3 жана Бөлүм 4'теки байкалуу мүмкүнчүлүгү мантыгындан олуштурулмуштур. Гироскоп биас салыштыруусында колдонулган саф симуляция жана HIL багыл ката маанилери ширетүү Табло 5 жана 6'даки аритметик катары тутарлы сатырлардан айнен алынмыштыр. Кайнакта булунмайан маалымат же interpolasyon үретилмемиштир.