Ин таҳқиқот усули ҷубронкуниро, ки ба модели эквивалентии диполи магнитӣ асос ёфтааст, барои коҳиш додани халалҳои магнитие, ки ашёи металлии наздик дар ченкуниҳои магнитометр дар роботҳои мобилӣ ва системаҳои монанди ҷойгиршавӣ ба вуҷуд меоранд, ба массиви нӯҳсенсории магнитометрҳо густариш медиҳад. Изҳои ангушти магнитии ашёи металлӣ, ки ба таври таҷрибавӣ чен шудаанд, истифода гардида, ашё ҳамчун диполҳои магнитии эквивалентӣ моделсозӣ ва параметрҳои дипол бо Алгоритми Генетикӣ оптимизатсия шудаанд. Сохтори нӯҳсенсорӣ дар аксари сенарияҳои баррасишуда хатои майдони магнитиро аз 6,64 µT ва хатои миёнаи мутлақи самтгирии сарро аз 0,31 rad поён нигоҳ доштааст. Дар шароити мураккабии паст ва миёна дар хатои самтгирӣ беҳбудиҳои қавӣ дида шуданд, аммо дар мураккабтарин сенарияе, ки се ашёи металлӣ халалҳои ҳампӯшон эҷод мекарданд, ҷубронкунӣ MAE-и самтгириро аз 0,52 rad то 0,70 rad зиёд кардааст. Ин натиҷа нишон медиҳад, ки танҳо зиёд кардани шумораи сенсорҳо маҳдудиятҳои физикии ифодаи модели диполи эквивалентиро бартараф намекунад.

Аз нуқтаи назари Туркия, ин кор барои роботҳои дохили бино, платформаҳои автономӣ ва системаҳои ҷойгиршавии бо магнитометр дастгиришаванда як равиши техникӣ пешниҳод мекунад, ки чӣ гуна халалҳои маҳаллиро, ки сохторҳои металлӣ ба вуҷуд меоранд, идора кардан мумкин аст. Аммо дар таҳқиқот муҳити махсуси Туркия, майдони геомагнитӣ ё татбиқи саҳроӣ санҷида нашудааст. Дар татбиқи Туркия бояд вектори маҳаллии майдони магнитӣ, геометрияи робот ва сенсор, тақсимоти сохторҳои металлӣ дар муҳит ва манбаъҳои фаъоли электромагнитӣ аз нав тасдиқ карда шаванд; арзишҳои хатои ин таҳқиқот набояд мустақиман ба низоми воқеъ дар Туркия интиқол дода шаванд.

Саволи асосии таҳқиқот чист?

Магнитометрҳо метавонанд майдони магнитии Заминро дар се меҳвар чен карда, барои баҳодиҳии самтгирӣ истифода шаванд. Мушкил дар он аст, ки ашёи ферромагнитии наздики сенсор бо таъсирҳои hard-iron ва soft-iron майдони ченшавандаро халалдор мекунанд. Дар сенсори собит усулҳои классикии калибркунӣ метавонанд муфид бошанд, аммо азбаски ашёи халалдоркунандаи атрофи роботи ҳаракаткунанда ва масофаи онҳо пайваста тағйир меёбанд, равиши калибркунии статикӣ метавонад нокифоя бошад.

Саволе, ки таҳқиқот ба он тамаркуз мекунад, ин аст, ки оё усули ҷуброни ба диполи эквивалентӣ асосёфта, ки пештар бо чор магнитометр арзёбӣ шуда буд, ҳангоми зиёд кардани зичии сенсорҳо то нӯҳ магнитометр боэътимодтар кор мекунад ё не. Махсусан, таъсири шумораи сенсорҳо ба хатои баҳодиҳии майдони магнитӣ, хатои самтгирии робот ва хатои ҳолати бадтарин баррасӣ шудааст.

Дар адабиёт кадом холигӣ ҳадаф гирифта шудааст?

Дар байни усулҳои пешина равишҳои шабакаи нейронии сунъӣ мавҷуданд, ки танҳо барои ашёи маълум омӯзонида шудаанд, ё моделҳои диполие, ки танҳо як ашёи халалдоркунандаро дар назар мегиранд. Дар кори қаблии муҳаққиқон барои чанд ашё массиви чорсенсории магнитометр ва усуле таҳия шуда буд, ки ашёро ҳамчун диполҳои эквивалентӣ моделсозӣ мекард. Саҳми аслии таҳқиқоти ҳозира дар он аст, ки ин равиш ба массиви нӯҳсенсорӣ густариш ёфта, таъсири зичии сенсорҳо ба иҷрои ҷубронкунӣ бо маълумоти таҷрибавии халал арзёбӣ мешавад.

Кор махсусан ба халалҳои магнитии нимастатикӣ, ки аз ашёи пассиви ферромагнитӣ ба вуҷуд меоянд, тамаркуз мекунад. Майдонҳои магнитии ба вақт вобаста, ки муҳаррикҳо, электроникаи қудратӣ ё дигар низомҳои фаъоли барқӣ эҷод карда метавонанд, ба доираи таҳқиқот дохил намешаванд.

Модели дипол чӣ гуна сохта шудааст?

Ҳар як ашёи металлии халалдоркунанда бо як диполи магнитии эквивалентӣ ифода карда мешавад. Майдони магнитие, ки дипол дар ҷойи сенсор ба вуҷуд меорад, дар манбаъ чунин муайян шудааст:

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

Дар ин ҷо \(B_d\) майдони магнитии эҷодкардаи дипол, \(B_T\) шиддати дипол, \(|R|\) масофаи байни дипол ва сенсор, \(A\) матритсаи вобаста ба мавқеъ ва \(\hat{m}\) вектори самтгирии диполро ифода мекунад. Вектори самтгирӣ:

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

аст. Дар Шакли 1-и манбаъ \(\beta\) кунҷи азимут дар ҳамвории xy ва \(\alpha\) кунҷи баландшавиро нисбат ба ҳамвории xy муайян мекунад.

Ҳангоми мавҷуд будани чанд ашёи халалдоркунанда, халали умумии назариявӣ ҷамъбасти майдонҳои ҳар як дипол аст:

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

Дар ин ҷо \(P\) шумораи ашёи халалдоркунанда ва \(B_{Dp}\) майдони эҷодкардаи диполи эквивалентии p-умро нишон медиҳад.

Массиви сенсор майдони Заминро аз халал чӣ гуна ҷудо мекунад?

Барои ченкунии сенсори халалдоршуда робитаи асосӣ чунин аст:

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

\(E\) вектори воқеии майдони магнитии Замин, \(B_{S_j}^{m}\) майдони ченкардаи сенсори j-ум ва \(B_{\mathrm{dis}_j}^{r}\) халали воқеии магнитӣ дар ҳамон мавқеъро ифода мекунад.

Яке аз бартариҳои асосии истифодаи чанд магнитометр дар он аст, ки бо гирифтани фарқи байни ду сенсор, ҷузъи умумии майдони Замин нест мешавад:

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

Муқобили пешбинишудаи модели дипол чунин ҳисоб мешавад:

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

Ҳамин тавр, оптимизатсия кӯшиш мекунад фарқҳои ченшудаи байни ҷуфтҳои сенсорҳоро ба фарқҳои пешбинишудаи модел наздик кунад.

Функсияи оптимизатсия чӣ гуна кор мекунад?

Функсияи умумии мувофиқат, ки дар таҳқиқот кам карда мешавад, чунин аст:

\[ f=f_1+f_2 \]

Ҳади аввал чен мекунад, ки модел фарқҳои ҷузъҳои x, y ва z-ро байни ҷуфтҳои сенсор то чӣ андоза хуб бозтавлид мекунад:

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

Дар ин ҷо \(I\) шумораи умумии ҷуфтҳои сенсории истифодашуда мебошад.

Ҳади дуюм каҷшавии бузургии майдони магнитии Заминро, ки пас аз ҷубронкунӣ баҳогузорӣ шудааст, аз бузургии маълум ҷарима мекунад:

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

\(J\) шумораи умумии сенсорҳост. Бузургии майдони баҳогузоришуда:

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

ва вектори дахлдори майдон:

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

аз ин робита ба даст меояд. Ҳамин тавр, алгоритм на танҳо фарқҳои фазоии байни сенсорҳо, балки мувофиқати майдони ҷуброншуда бо бузургии маълуми майдони геомагнитиро низ ба назар мегирад.

Чаро диполи эквивалентӣ ба маркази ашё собит карда нашудааст?

Дар таҳқиқот усули дуюме истифода шудааст, ки дар кори қаблӣ муайян шуда буд. Азбаски ашёи воқеии металлӣ диполҳои нуқтавии идеалӣ нестанд, собит кардани диполи эквивалентӣ ба маркази ашё, ки низоми ошкорсозӣ муайян мекунад, метавонад хатои моделро зиёд намояд. Аз ин рӯ, ба дипол иҷозат дода шудааст, ки дар дохили ҳаҷми физикии ашё ҳаракат кунад.

Моменти дипол:

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

ифода мешавад. Ба мавқеи ашё \(p_{DS}\), ки низоми ошкорсозӣ медиҳад, вектори сеҷузъии ҷойивазкунӣ илова мешавад:

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

ва мавқеи ислоҳшудаи диполи эквивалентӣ:

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

муайян мешавад. Ҷузъҳои ҷойивазкунӣ бо ҳаҷми физикии ашё маҳдуд карда шудаанд. Ҳамин тавр, барои ҳар як ашёи ошкоршуда се ҷузъи моменти дипол ва се ҷузъи ҷойивазкунии мавқеъ, яъне дар маҷмӯъ шаш параметр оптимизатсия мешавад.

Шаклҳо мантиқи физикии таҷрибаро чӣ гуна нишон медиҳанд?

Шакли 2 намунаи роботи чархдорро нишон медиҳад, ки дар он нӯҳ магнитометр дар тартиби 3 × 3 ҷойгир шудаанд. Низоми ошкорсозии болои робот мавқеи ашёи муҳитро медиҳад; ашёи сурх намунаҳои эҷодкунандаи халали магнитӣ ва ашёи зард намунаи бе халалро ифода мекунад. Ин схема татбиқи мақсадноки усулро дар роботи мобилӣ шарҳ медиҳад; арзёбии нӯҳсенсории таҳқиқот бошад, мустақиман дар ҳамин роботи физикӣ бо нӯҳ сенсори ҳамзамон анҷом дода нашудааст.

Дар Шакли 3 нишон дода шудааст, ки бо бозуи роботи ABB ҳамон минтақаи ченкунӣ аввал бо мавҷудияти ашёи металлӣ ва баъд бе ашё скан шудааст. Бо гирифтани фарқи ду ченкунӣ танҳо изи ангушти магнитии эҷодкардаи ашё ҷудо карда шудааст. Харитаи гармие, ки дар ҳамон шакл оварда шудааст, нишон медиҳад, ки дар атрофи сохтори металлии C-шакл майдон вобаста ба мавқеъ метавонад дар самти мусбат ё манфӣ тағйир ёбад.

Шакли 4 таҷҳизоти воқеии таҷриба ва минтақаи ченкуниро нишон медиҳад. Майдон 46 × 10 cm буда, нуқтаҳо бо фосилаи 1 cm намунагирӣ шудаанд. Дар таҷҳизот ду сохтори металлии C-шакл ва як ченкунандаи ҷараён истифода шудааст. Ин ашё ба ҷои эҷоди майдони фаъоли магнитӣ, майдони магнитии Заминро маҳаллӣ халалдор кардаанд.

Шакли 5 роҳи массиви нӯҳсенсориро дар харитаи ченкунӣ ва занҷири ҳисоббарориро нишон медиҳад. Массив дар роҳи иборат аз 405 мавқеъ, ки нуқтаҳояш 1 cm фосила доранд, офлайн аз нав сохта шудааст. Сенсори истинодии s1 роҳро пайгирӣ кардааст ва ҳашт сенсори дигар бо маълумоти нуқтаҳои ҳамсояи ченкунӣ ифода шудаанд.

Самтгирӣ чӣ гуна арзёбӣ шудааст?

Барои арзёбии таъсири эҳтимолии ҷуброн дар низоми воқеии ҷойгиршавии робот, самтгирӣ аз ҷузъҳои уфуқии майдони магнитӣ ҳисоб карда шудааст:

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

\(B_x\) ва \(B_y\) ҷузъҳои майдони магнитие мебошанд, ки барои ҳисоб кардани самтгирӣ истифода мешаванд. Дар ҳар нуқтаи роҳ самтгирии истинодии бе халал \(\theta^t\), самтгирии халалдоршудаи бе ҷуброн \(\theta^d\) ва самтгирии баҳогузоришуда пас аз ҷуброн \(\theta^e\) муқоиса шудаанд.

Муваффақияти нисбии ҷуброн инчунин бо таносуби беҳбудии зерин ҳисоб шудааст:

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

Дар ин ҷо \(E_N\) метрикаи хато бе ҷуброн ва \(E_Y\) ҳамон метрикаи хато пас аз ҷубронро ифода мекунад. Арзиши манфии \(I\) маънои онро дорад, ки ҷуброн ба ҷои кам кардани хато онро зиёд кардааст.

Натиҷаҳои дастгиришудаи таҳқиқот

• Сохтори нӯҳсенсорӣ дар қисми зиёди сенарияҳои баррасишуда ҷуброни халали магнитӣ ва баҳодиҳии самтгириро беҳтар кардааст.
• Дар сенарияҳои мураккабии паст ва миёна сохтори нӯҳсенсорӣ нисбат ба сохтори чорсенсорӣ тамоюли қавитари коҳиши нисбии хатои самтгириро нишон додааст.
• Дар Сенарияи 3 беҳбудии MAE-и самтгирӣ барои сохтори чорсенсорӣ %13,33 ва барои сохтори нӯҳсенсорӣ %52,83 будааст.
• Дар Сенарияи 4 сохтори нӯҳсенсорӣ дар MAE-и самтгирӣ %41,51 беҳбудӣ додааст, дар ҳоле ки барои сохтори чорсенсорӣ арзиш %10,00 будааст.
• Халалҳои мураккаб ва ҳампӯшони магнитӣ дақиқии ифодаи равиши диполи идеалии эквивалентиро коҳиш медиҳанд.

Натиҷаҳои дастгиринашуда ё санҷиданашуда

• Ченкунии воқеии ҳамзамон ва вақти воқеӣ дар роботи физикии нӯҳсенсорӣ тасдиқ нашудааст; массив аз харитаҳои таҷрибавии халал офлайн аз нав сохта шудааст.
• Муқоисаи мустақими назоратшудаи сохторҳои чор ва нӯҳ сенсор дар шароити комилан якхелаи геомагнитӣ анҷом дода нашудааст.
• Халалҳои магнитии ба вақт вобаста аз низомҳои фаъоли барқӣ арзёбӣ нашудаанд.
• Нишон дода нашудааст, ки ҳар навъи ашёи металлӣ бо як диполи идеалӣ бо дақиқии кофӣ ифода мешавад.
• Дар Сенарияи 5 зиёд кардани шумораи сенсорҳо MAE-и самтгириро беҳтар накарда, баръакс хаторо зиёд кардааст.
• Таҳқиқот дар низоми муайяни тиҷоратии роботи мобилӣ кафолати муваффақияти дарозмуддати саҳроӣ ё эътимоднокии саноатиро пешниҳод намекунад.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Маълумоти таҷрибавии халал чӣ гуна ба даст оварда шуд?

Изҳои ангушти магнитӣ бо истифода аз бозуи роботи саноатии ABB IRB140 чен карда шуданд, ки магнитометри вектории се меҳвари HMC5883L ҳамчун унсури ниҳоӣ ба он пайваст буд. Барои ҳар мавқеъ аввал ченкунии халалдоршуда бо мавҷудияти ашёи металлӣ ва баъд ченкунии бе халал дар набудани ашё гирифта шуд. Майдони бе халал аз ченкунии халалдор тарҳ карда шуда, таъсири маҳаллии магнитии ашёи таҳқиқшаванда ҷудо карда шуд.

Минтақаи ченкунӣ 46 × 10 cm буда, нуқтаҳо бо фосилаи 1 cm намунагирӣ шудаанд. Шабака аз 11 траектория иборат буда, дар ҳар траектория 47 нуқтаи ченкунӣ мавҷуд аст. Барои коҳиш додани садо, ченкунӣ дар ҳар нуқта бар асоси 100 намуна миёнагирӣ шудааст.

Ашёи металлии таҳқиқшуда ду сохтори C-шакл ва як ченкунандаи ҷараён мебошанд. Илова бар ин, дар баъзе сенарияҳо барои арзёбии рафтори низоми ошкорсозӣ нисбат ба ашёи ғайримагнитӣ ба конфигуратсия ашёи ғайримагнитӣ низ илова шудааст.

Панҷ сенарияи таҷрибавӣ

Майдонҳои халал ҳангоми арзёбӣ бо вектори истинодии майдони магнитии Замин \([16,\ 16,\ 43]^T\) µT якҷо карда шудаанд. Бузургии ин вектор 48,6 µT аст.

Массиви нӯҳсенсорӣ чӣ гуна сохта шуд?

Нӯҳ магнитометр s1–s9 дар массиви ҳамвор ҷойгир карда шудаанд. Аммо дар таҳқиқот сабти ҳамзамон бо нӯҳ сенсори ҷудогонаи HMC5883L иҷро нашудааст. Бо истифода аз нуқтаҳои ҳамсоя дар харитаҳои майдони магнитие, ки пештар бо бозуи робот чен шуда буданд, ченкуниҳои эҳтимолии ҳамзамони нӯҳ сенсор офлайн аз нав сохта шудаанд.

Массив ҳамчун сохтори сахт қабул шуда, мавқеъ ва самтгирии сенсорҳо нисбат ба ҳамдигар дар тамоми роҳ собит нигоҳ дошта шудаанд. s1 ҳамчун сенсори истинодӣ истифода шудааст. Роҳи интихобшуда аз нуқтаи 45-и trajectory 1 оғоз шуда, дар нуқтаи 1-и trajectory 11 анҷом меёбад ва дар маҷмӯъ аз 405 нуқта иборат аст. Масофаи байни нуқтаҳои пайдарпай 1 cm мебошад.

Танзимоти Алгоритми Генетикӣ

• Нармафзор: MATLAB R2025b ва коди махсуси таҳиякардаи муҳаққиқон.
• Оптимизатсия: Алгоритми Генетикӣ (GA).
• Ҳудуди ҷустуҷӯи моменти дипол: \([±3,5,\ ±3,5,\ ±3,5]^T\) m²A.
• Параметрҳои оптимизатсияшаванда барои ҳар ашё: 6.
• Андозаи популятсияи GA: 200.
• Итератсияи ҳадди аксар: 6000.
• Ҳудуди ҷойивазкунии мавқеъ: Ҳаҷми физикии ашёи ошкоршуда.
• Метрикаҳои арзёбӣ: MAE ва Maximum Absolute Error (MaxAE).
• Натиҷаҳои арзёбишуда: ҷузъҳои x, y, z-и майдони магнитӣ, бузургии майдон ва самтгирӣ.

Натиҷаҳои миқдории массиви нӯҳсенсорӣ

Ҷадвали зер натиҷаҳои массиви нӯҳсенсориро аз Ҷадвали 1-и кори манбаъ нишон медиҳад. N ҳолати бе ҷуброн ва Y ҳолати бо ҷубронро ифода мекунад.

Дар Сенарияи 1, ки шароити мусоидтарин аст, MAE-и самтгирӣ аз 0,56 rad то 0,08 rad коҳиш ёфтааст. MAE-и бузургии майдони магнитӣ дар ҳамон сенария аз 3,58 µT то 0,15 µT поин рафтааст. Дар Сенарияҳои 2 ва 3 низ ҳам дар майдони магнитӣ ва ҳам дар хатои самтгирӣ коҳиши назаррас ба даст омадааст.

Дар Сенарияи 4 ҷуброн MAE-и самтгириро аз 0,53 rad то 0,31 rad кам кардааст; аммо MaxAE-и самтгирӣ дар 3,11 rad бетағйир мондааст. Дар мураккабтарин Сенарияи 5 бошад, гарчанде MAE-и бузургии майдони магнитӣ аз 9,57 µT то 0,27 µT кам шудааст, MAE-и самтгирӣ аз 0,52 rad то 0,70 rad зиёд гардидааст. Ин фарқ нишон медиҳад, ки танҳо аз рӯи хатои бузургии майдони магнитӣ дар бораи иҷрои самтгирӣ хулосаи қатъӣ баровардан мумкин нест.

Шакли 6 ва Шакли 7 чӣ нишон медиҳанд?

Шакли 6 дар тӯли Сенарияи 1 ченкунии халалдоршудаи сенсори s1, майдони воқеии магнитии Замин ва майдони баҳогузоришуда пас аз ҷубронро барои ҷузъҳои x, y, z ва бузургӣ муқоиса мекунад. Дар қисми аввали траектория массиви сенсор ба ашёи металлӣ наздиктар аст, бинобар ин дар сигнали халалдоршуда каҷшавиҳои калон дида мешаванд. Майдони баҳогузоришуда дар маҷмӯъ ба майдони истинодӣ наздик мешавад, аммо хатои боқимонда дар қисмати оғоз бештар аст.

Шакли 7 натиҷаи самтгирии ҳамон сенарияро нишон медиҳад. Самтгирие, ки аз ченкунии халалдор ҳисоб шудааст, махсусан дар қисмҳои аввали наздик ба ашёи металлӣ ҷаҳишҳои калон дорад, дар ҳоле ки самтгирии ҷуброншуда ба тамоюли истинодӣ хеле наздиктар мемонад. Муҳаққиқон ин афзоиши хатои вобаста ба мавқеъро ба он нисбат медиҳанд, ки имзои магнитии ашёи воқеӣ аз рафтори диполи идеалӣ дур мешавад.

Фарқи байни нӯҳ сенсор ва чор сенсор

Таҷрибаи қаблии чорсенсорӣ ва таҷрибаи ҳозираи нӯҳсенсорӣ дар шароити комилан якхела анҷом дода нашудаанд. Дар арзёбии қаблӣ майдони истинодии Замин \([6,5,\ 6,5,\ 25]^T\) µT буд, дар ҳоле ки дар кори ҳозира \([16,\ 16,\ 43]^T\) µT истифода шудааст. Ғайр аз ин, роҳи қаблӣ 450 нуқта ва роҳи ҳозира 405 нуқта дошт. Гарчанде муҳаққиқон маълумоти чорсенсориро бо роҳи ҳозираи 405-нуқтагӣ аз нав ҳисоб кардаанд, фарқи майдони геомагнитиро ба таври ретроспективӣ бартараф кардан имкон надошт.

Аз ин рӯ, фоизҳои зерин бояд на ҳамчун озмоиши мутлақи бартарии комилан назоратшуда байни ду низом, балки ҳамчун муқоисаи нисбии рафтори ҷуброн дар дохили ҳар сохтор арзёбӣ шаванд.

Дар Сенарияи 1 массиви нӯҳсенсорӣ MAE-и самтгириро %85,71 ва массиви чорсенсорӣ %77,97 коҳиш додааст. Дар Сенарияи 3 фарқ равшантар аст: барои нӯҳ сенсор %52,83 ва барои чор сенсор %13,33 беҳбудӣ ҳисоб шудааст. Дар Сенарияи 4 нӯҳ сенсор %41,51 беҳбудӣ нишон дода, сохтори чорсенсорӣ дар сатҳи %10,00 мондааст.

Сенарияи 5 маҳдудияти усулро равшан нишон медиҳад. Дар зери халалҳои ҳампӯшони се ашёи металлӣ таносуби беҳбудӣ барои массиви нӯҳсенсорӣ −%34,62 ва барои сохтори чорсенсорӣ −%18,18 мебошад. Ба ибораи дигар, дар ин сенария ҷуброн дар ҳар ду низом хатои миёнаи самтгириро зиёд кардааст ва бадшавӣ дар сохтори нӯҳсенсорӣ бештар будааст. Муҳаққиқон таъкид мекунанд, ки ин бештар ба маҳдудияти модели диполи идеалии эквивалентӣ дар ифодаи майдони мураккаби воқеии магнитӣ вобаста аст, на ба шумораи сенсорҳо.

Дар хатои ҳолати бадтарин низ сохтори нӯҳсенсорӣ дар се сенарияи аввал беҳбудии нисбии қавитар нишон медиҳад. Дар Ҷадвали 3 беҳбудиҳои MaxAE-и самтгирӣ барои нӯҳ сенсор мутаносибан %53,55, %77,10 ва %52,73 мебошанд, дар ҳоле ки барои сохтори чорсенсорӣ %36,86, %3,53 ва %3,53 мебошанд. Дар Сенарияи 4 беҳбудии MaxAE-и самтгирӣ барои сохтори нӯҳсенсорӣ %0,00 ва дар Сенарияи 5 %5,14 аст.

Натиҷаи илмӣ чӣ гуна бояд маҳдуд карда шавад?

Маълумоти таҳқиқот нишон медиҳад, ки зиёд кардани зичии сенсорҳо метавонад дар бисёр сенарияҳо ҷубронро тақвият диҳад; аммо муваффақият танҳо ба шумораи сенсорҳо вобаста нест. Хусусан дар халалҳои магнитии қавӣ ва ҳампӯшон, ифода кардани ашёи воқеӣ бо як диполи идеалӣ метавонад нокифоя бошад. Муҳаққиқон барои оянда омӯзиши геометрияҳои зичтари массив, паҳншавии фазоии хурдтар ва конфигуратсияҳои бисёрқабатаи сенсориро пешниҳод мекунанд.

Ҳамчунин бояд дар хотир дошт, ки массиви нӯҳсенсорӣ дар кори ҳозира аз харитаҳои таҷрибавии майдон офлайн сохта шудааст. Аз ин рӯ, таҳқиқот бори ҳисоббарории вақти воқеӣ дар роботи физикии нӯҳсенсорӣ, фарқҳои истеҳсолии байни сенсорҳои воқеӣ ё муваффақияти ҳискунии ҳамзамон дар муҳити ҳаракаткунандаро мустақиман санҷида намебарояд.

Ёддошти манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Enhanced Dipole Model-Based Magnetic Disturbance Compensation Using Magnetometer Arrays

Муаллифон ва тартиб: Massimo Stefanoni; Imre Kovács; Ákos Odry; Peter Sarcevic.

Саҳми баробар/муаллифи аввали баробар: Дар манбаъ ба муаллифии аввал ё саҳми баробар ишора нашудааст.

Муаллифи масъул: Massimo Stefanoni.

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

Навъи манбаъ: Мақолаи таҳқиқотии аз баррасии ҳамтоён гузашта.

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI.

Ҷилд / рақами мақола: 14 / 613.

DOI: 10.3390/machines14060613

Санаи дарёфт: 27 Апрел 2026.

Санаи бознигарӣ: 21 Май 2026.

Санаи қабул: 26 Май 2026.

Санаи нашр: 28 Май 2026.

Пайванди расмии нашр: https://www.mdpi.com/2075-1702/14/6/613

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

Иҷозатнома: Creative Commons Attribution (CC BY). Кори манбаъ дастрасии кушода дорад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби National Research, Development, and Innovation Fund-и Маҷористон тавассути лоиҳаи рақами 142790 дар доираи нақшаи маблағгузории FK_22 дастгирӣ шудааст.

Дастрасии маълумот: Муҳаққиқон изҳор доштаанд, ки саҳмҳои аслии таҳқиқот дар мақола мавҷуданд ва саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул равона карда шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон бархӯрди манфиатҳоро рад кардаанд. Гуфта шудааст, ки маблағгузорон дар тарҳи таҳқиқот, ҷамъоварӣ ва таҳлили маълумот, тафсир, навиштани мақола ё қарори нашр нақш надоштаанд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия Massimo Stefanoni ва Peter Sarcevic; усул Massimo Stefanoni ва Peter Sarcevic; нармафзор Massimo Stefanoni; тасдиқ Massimo Stefanoni, Imre Kovács ва Ákos Odry; таҳлили расмӣ Massimo Stefanoni, Peter Sarcevic ва Ákos Odry; таҳқиқот Massimo Stefanoni ва Imre Kovács; захираҳо Ákos Odry ва Peter Sarcevic; танзими маълумот Massimo Stefanoni ва Imre Kovács; нусхаи аввал Massimo Stefanoni; бозбинӣ ва таҳрир ҳамаи муаллифон; визуализатсия Massimo Stefanoni; роҳбарӣ ва идоракунии лоиҳа Ákos Odry ва Peter Sarcevic; дарёфти маблағ Ákos Odry ва Peter Sarcevic анҷом додаанд.

Ҳудуди мундариҷаи илмӣ: Натиҷаҳои таҷрибавӣ, рақамҳо, усулҳо, формулаҳо ва маҳдудиятҳои тафсир дар ин мақолаи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Истифодаи манбаъҳои беруна танҳо ба санҷиши шахсияти библиографӣ ва ҳолати нашр маҳдуд шуда, аз берун натиҷаи нави илмӣ илова нашудааст.

Маҳдудиятҳои асосии методологӣ: Массиви нӯҳсенсорӣ ба ҷои сабти воқеии ҳамзамони нӯҳ сенсор аз харитаҳои майдони магнитии бо бозуи робот гирифташуда офлайн сохта шудааст. Майдонҳои истинодии Замин дар таҷрибаҳои чор ва нӯҳ сенсор якхела нестанд ва аз ин рӯ муқоиса набояд ҳамчун таҷрибаи мустақими комилан назоратшуда тафсир шавад. Усул ба халалҳои нимастатикии ашёи пассиви ферромагнитӣ равона шудааст; халалҳои магнитии ба вақт вобаста аз низомҳои фаъоли барқӣ арзёбӣ нашудаанд. Мураккабтарин сенария, ки аз майдонҳои ҳампӯшони се ашёи металлӣ иборат аст, маҳдудияти ифодаи равиши диполи идеалии эквивалентиро нишон додааст.

Ёддошти визуалӣ ва Verianla Live: Гарчанде кор бо иҷозатномаи CC BY нашр шудааст, дар ин мақола шаклҳои аслӣ айнан нусхабардорӣ нашудаанд; ҷараёни усули Шакли 5 ва муқоисаи миқдории Ҷадвали 3 бо нигоҳ доштани садоқат ба манбаъ ба ҷадвалҳои намоёни HTML гузаронида шудаанд. Қабати Verianla Live ин ҷадвалҳоро дар runtime визуализатсия мекунад; ҷадвалҳо ҳамчун source-of-truth илмӣ боқӣ мемонанд.