Extended Kalman Filter on SE(3) for Geometric Control of a Quadrotor UAV

An extended Kalman filter (EKF) is developed on the special Euclidean group, SE(3) for geometric control of a quadrotor UAV. It is obtained by performing an extensive linearization on SE(3) to estimate the state of the quadrotor from noisy measurements. Proposed estimator considers all the coupling effects between rotational and translational dynamics, and it is developed in a coordinate-free fashion. The desirable features of the proposed EKF are illustrated by numerical examples and experimental results for several scenarios. The proposed estimation scheme on SE(3) has been unprecedented and these results can be particularly useful for aggressive maneuvers in GPS denied environments or in situations where parts of onboard sensors fail.Comment: arXiv admin note: text overlap with arXiv:1304.6765, arXiv:1411.298

Connectivity of pseudomanifold graphs from an algebraic point of view

The connectivity of graphs of simplicial and polytopal complexes is a classical subject going back at least to Steinitz, and the topic has since been studied by many authors, including Balinski, Barnette, Athanasiadis and Bjorner. In this note, we provide a unifying approach which allows us to obtain more general results. Moreover, we provide a relation to commutative algebra by relating connectivity problems to graded Betti numbers of the associated Stanley--Reisner rings.Comment: 4 pages, minor change

Attitude Dynamics and Passive Control of a Thrusting, Spinning Spacecraft with Fuel Sloshing

We use Kane’s method to present the equations of motion of a spinning spacecraft with three momentum wheels, a nutation damper, and a spherical pendulum. The spherical pendulum is adopted as a simple mechanical equivalent of fuel sloshing in partially-filled tanks. The proposed model is an extension of the existing model in the literature. We verify and validate our model for two cases: flat spin and a simple reorientation maneuver. Numerical simulations are in agreement with existing results in the literature. Errors in proper orientation of a desired velocity vector of a thrusting, spinning spacecraft are caused by thrust misalignment of various kind. We use a trapezoidal thrust scheme to reduce the error in a spacecraft with fuel sloshing. Equations of motion of the system are derived using Kane’s method accounting time-vary moment of inertia, torque and mass with planar and spherical pendulums models of fuel slosh that are the most accurate mechanical equivalent models available in the literature. Comparison between the Star 48B thrust scheme and proposed trapezoidal thrust scheme are proposed with optimizing the trapezoidal thrust scheme in order to minimize the average velocity pointing error. Simulation results for an existing simple thrusting rigid body model confirm the accuracy of our model

Evaluation of diagnostic value of PH in differentiation of pleural effusion

چکیده: زمینه و هدف: PH مایع جنب یکی از عمده ترین شاخص ها در تعیین نوع افیوژن‌های پلور و تصمیم‌گیری برای نصب Chest-tube ‌بوده و معیاری حساس برای تعیین سرنوشت یک پلورزی است. این مطالعه با هدف تعیین ارزش تشخیصی میزان PH در افتراق مایع پلور انجام شد. روش بررسی: این مطالعه با روش تشخیصی و تکنیک مشاهده ای روی 350 نفر بیمار مبتلا به افیوژن پلور مراجعه کننده به بیمارستان های تحت پوشش دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی انجام گردید. مقدار cc 30-20 مایع پلور بیماران اخذ و مقادیر پارامترهای قند، پروتئین، گلبول سفید و لیپوپروتئین با دانسیته بالا (HDL) و اندازه گیری شد. حساسیت، اختصاصیت، ارزش پیشگویی کننده مثبت و منفی و کارآیی اندازه گیری هر یک از این فاکتورها در مقایسه با چهار فاکتور دیگر در افتراق افیوژن های پلور به اگزوداتیو و ترانسوداتیو بررسی و محاسبه گردید. یافته ها: از 350 نمونه مایع پلور 266 نفر اگزوداتیو و 84 نفر ترانسوداتیو بودند. بر اساس نوع مایعات تعیین شده حساسیت، ارزش پیش گویی کننده مثبت، کارآیی، ارزش پیش گویی کننده منفی و PH به ترتیب 75، 72، 61، 26 به دست آمد. نتیجه گیری: با توجه به اینکه هنوز در اکثر بخش‌ها توصیه به انجام تمامی تست‌ها جهت افتراق افیوژن‌های پلور می‌گردد و این می‌تواند علاوه بر هزینه و صرف زمان دارای خطا و اشتباه باشد به نظر می‌رسد که تعیین میزان PH تنها جهت افتراق افیوژن‌های پلور بدور از هرگونه خطا و اشتباه باشد