Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos
| Autor(a) principal: | |
|---|---|
| Data de Publicação: | 2017 |
| Outros Autores: | |
| Tipo de documento: | Artigo |
| Idioma: | por |
| Título da fonte: | ForScience: revista científica do IFMG |
| Texto Completo: | http://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/287 |
Resumo: | Este trabalho apresenta o emprego do filtro de Kalman, implementado na forma de um código de programação em C, para processamento de sinais provenientes de microcontrolador (Arduino) e sensor IMU (MPU-6050) para o posicionamento referencial inercial de corpo. Por intermédio do filtro de Kalman, aumenta-se a eficiência do algoritmo de aquisição de dados, devido à fusão de dados provenientes de diferentes sensores (acelerômetro e giroscópio) com diferentes tolerâncias e requisitos de desempenho. Este estudo é fundamental para medir com precisão o ângulo de inclinação, por exemplo, em drones do tipo multirrotor, que garantirá melhor precisão em posterior aplicação de técnica de controle de estabilidade.Palavras-chave: Filtro de Kalman. Fusão de sensores. Medição inercial. Sistemas embarcados.Implementation in c: kalman filter, fusion of sensors for determination of anglesAbstractThis work presents the use of the Kalman filter, implemented in the form of programming code in C, for the processing of signals of the microcontroller (Arduino) and the sensor IMU (MPU-6050), for the inertial body positioning. Through the Kalman filter, the efficiency of the data acquisition algorithm is, due to the fusion of data from several sensors (accelerometer and gyroscope) with different tolerances and performance requirements. This study is fundamental to accurately measure the angle of inclination, for example, in multirotor type drones, which will ensure better accuracy in later application of stability control technique.Keywords: Kalman filter. Sensor fusion. Inertial measurement. Embedded systems. |
| id |
IFMG-1_30ed904fff222b47558a173497f65b5f |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:ojs.www.formiga.ifmg.edu.br:article/287 |
| network_acronym_str |
IFMG-1 |
| network_name_str |
ForScience: revista científica do IFMG |
| spelling |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulosEngenharia ElétricaFiltro de Kalman; fusão de sensores; medição inercial; sistemas embarcadosEste trabalho apresenta o emprego do filtro de Kalman, implementado na forma de um código de programação em C, para processamento de sinais provenientes de microcontrolador (Arduino) e sensor IMU (MPU-6050) para o posicionamento referencial inercial de corpo. Por intermédio do filtro de Kalman, aumenta-se a eficiência do algoritmo de aquisição de dados, devido à fusão de dados provenientes de diferentes sensores (acelerômetro e giroscópio) com diferentes tolerâncias e requisitos de desempenho. Este estudo é fundamental para medir com precisão o ângulo de inclinação, por exemplo, em drones do tipo multirrotor, que garantirá melhor precisão em posterior aplicação de técnica de controle de estabilidade.Palavras-chave: Filtro de Kalman. Fusão de sensores. Medição inercial. Sistemas embarcados.Implementation in c: kalman filter, fusion of sensors for determination of anglesAbstractThis work presents the use of the Kalman filter, implemented in the form of programming code in C, for the processing of signals of the microcontroller (Arduino) and the sensor IMU (MPU-6050), for the inertial body positioning. Through the Kalman filter, the efficiency of the data acquisition algorithm is, due to the fusion of data from several sensors (accelerometer and gyroscope) with different tolerances and performance requirements. This study is fundamental to accurately measure the angle of inclination, for example, in multirotor type drones, which will ensure better accuracy in later application of stability control technique.Keywords: Kalman filter. Sensor fusion. Inertial measurement. Embedded systems. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas GeraisCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas GeraisOliveira, Waldri dos Santos; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG.)Gonçalves, Eduardo Nunes; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais2017-11-24info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/28710.29069/forscience.2017v5n3.e287ForScience; v. 5, n. 3 (2017): Edição Regular em Fluxo ContínuoForScience; v. 5, n. 3 (2017): Edição Regular em Fluxo Contínuo2318-635610.29069/forscience.2017v5n3reponame:ForScience: revista científica do IFMGinstname:IFMGinstacron:IFMGporhttp://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/287/173Authors who post on ForScience agree to the following terms:- The said work is of own authorship and has never been published or sent to another magazine, this magazine having the right of exclusivity on the edition and publication, under the license Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) which allows anyone to share to adapt the work according to the following terms:Atribuição — You must give the appropriate credit, provide a link to the license and indicate if the changes have been made. You must do so in any reasonable circumstance, but in no way do you suggest to the licensor to support you or your use.Non-Commercial — You may not use the material for commercial purposes.- All coauthors are aware of and agree to the submission of the work in the evaluation process in ForScience Magazine. - Authorizes publishers to make the necessary adjustments in the form ofbut preserving the content.- If plagiarism has been proven in any published work, this Journal is free of any responsibility, and its author (s) shall bear the penalties provided by law.- Authors are authorized to take additional contracts separately, for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publish in institutional repository or as a book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.- Authors are allowed and encouraged to publish and distribute their work online (eg in institutional repositories or on their personal page), as this can generate productive changes, as well as increase the impact and citation of the published work. However, it should be noted that once approved by the evaluators, the manuscript can not be changed. If the author wishes to do so, he should restart the submission process.Autores que publicam na ForScience concordam com os seguintes termos:- O referido trabalho é de própria autoria e nunca foi publicado ou enviado a outra revista, tendo essa revista o direito de exclusividade sobre a edição e publicação, sob a licença Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) que permite a qualquer pessoa compartilhar a adaptar o trabalho de acordo com os seguintes termos:Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se as mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de maneira alguma que sugira ao licenciante a apoiar você ou o seu uso.Não Comercial — Você não pode usar o material para fins comerciais.- Todos os coautores estão cientes e concordam com a submissão do trabalho no processo de avaliação na Revista ForScience. - Autoriza os editores a realizarem as adequações necessárias na forma doartigo, porém preservando o conteúdo.- Se comprovado plágio em qualquer trabalho publicado, esta Revista isenta-se de qualquer responsabilidade, devendo seu(s) autor(es) arcar(em) com as penalidades previstas em lei.- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal), já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado. Porém deve-se observar que uma vez aprovado pelos avaliadores, o manuscrito não poderá sofrer mais alterações. Caso o autor deseje faze-lo, deverá reiniciar o processo de submissãoinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-03-14T13:53:35Zmail@mail.com - |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| title |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| spellingShingle |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos Oliveira, Waldri dos Santos; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG.) Engenharia Elétrica Filtro de Kalman; fusão de sensores; medição inercial; sistemas embarcados |
| title_short |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| title_full |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| title_fullStr |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| title_full_unstemmed |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| title_sort |
Implementação em c: filtro de kalman, fusão de sensores para determinação de ângulos |
| author |
Oliveira, Waldri dos Santos; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG.) |
| author_facet |
Oliveira, Waldri dos Santos; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG.) Gonçalves, Eduardo Nunes; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais |
| author_role |
author |
| author2 |
Gonçalves, Eduardo Nunes; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais |
| author2_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Oliveira, Waldri dos Santos; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG.) Gonçalves, Eduardo Nunes; Departamento de Engenharia Elétrica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Engenharia Elétrica Filtro de Kalman; fusão de sensores; medição inercial; sistemas embarcados |
| topic |
Engenharia Elétrica Filtro de Kalman; fusão de sensores; medição inercial; sistemas embarcados |
| dc.description.none.fl_txt_mv |
Este trabalho apresenta o emprego do filtro de Kalman, implementado na forma de um código de programação em C, para processamento de sinais provenientes de microcontrolador (Arduino) e sensor IMU (MPU-6050) para o posicionamento referencial inercial de corpo. Por intermédio do filtro de Kalman, aumenta-se a eficiência do algoritmo de aquisição de dados, devido à fusão de dados provenientes de diferentes sensores (acelerômetro e giroscópio) com diferentes tolerâncias e requisitos de desempenho. Este estudo é fundamental para medir com precisão o ângulo de inclinação, por exemplo, em drones do tipo multirrotor, que garantirá melhor precisão em posterior aplicação de técnica de controle de estabilidade.Palavras-chave: Filtro de Kalman. Fusão de sensores. Medição inercial. Sistemas embarcados.Implementation in c: kalman filter, fusion of sensors for determination of anglesAbstractThis work presents the use of the Kalman filter, implemented in the form of programming code in C, for the processing of signals of the microcontroller (Arduino) and the sensor IMU (MPU-6050), for the inertial body positioning. Through the Kalman filter, the efficiency of the data acquisition algorithm is, due to the fusion of data from several sensors (accelerometer and gyroscope) with different tolerances and performance requirements. This study is fundamental to accurately measure the angle of inclination, for example, in multirotor type drones, which will ensure better accuracy in later application of stability control technique.Keywords: Kalman filter. Sensor fusion. Inertial measurement. Embedded systems. |
| description |
Este trabalho apresenta o emprego do filtro de Kalman, implementado na forma de um código de programação em C, para processamento de sinais provenientes de microcontrolador (Arduino) e sensor IMU (MPU-6050) para o posicionamento referencial inercial de corpo. Por intermédio do filtro de Kalman, aumenta-se a eficiência do algoritmo de aquisição de dados, devido à fusão de dados provenientes de diferentes sensores (acelerômetro e giroscópio) com diferentes tolerâncias e requisitos de desempenho. Este estudo é fundamental para medir com precisão o ângulo de inclinação, por exemplo, em drones do tipo multirrotor, que garantirá melhor precisão em posterior aplicação de técnica de controle de estabilidade.Palavras-chave: Filtro de Kalman. Fusão de sensores. Medição inercial. Sistemas embarcados.Implementation in c: kalman filter, fusion of sensors for determination of anglesAbstractThis work presents the use of the Kalman filter, implemented in the form of programming code in C, for the processing of signals of the microcontroller (Arduino) and the sensor IMU (MPU-6050), for the inertial body positioning. Through the Kalman filter, the efficiency of the data acquisition algorithm is, due to the fusion of data from several sensors (accelerometer and gyroscope) with different tolerances and performance requirements. This study is fundamental to accurately measure the angle of inclination, for example, in multirotor type drones, which will ensure better accuracy in later application of stability control technique.Keywords: Kalman filter. Sensor fusion. Inertial measurement. Embedded systems. |
| publishDate |
2017 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2017-11-24 |
| dc.type.none.fl_str_mv |
|
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| format |
article |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
http://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/287 10.29069/forscience.2017v5n3.e287 |
| url |
http://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/287 |
| identifier_str_mv |
10.29069/forscience.2017v5n3.e287 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.relation.none.fl_str_mv |
http://www.forscience.ifmg.edu.br/forscience/index.php/forscience/article/view/287/173 |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
Authors who post on ForScience agree to the following terms:- The said work is of own authorship and has never been published or sent to another magazine, this magazine having the right of exclusivity on the edition and publication, under the license Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) which allows anyone to share to adapt the work according to the following terms:Atribuição — You must give the appropriate credit, provide a link to the license and indicate if the changes have been made. You must do so in any reasonable circumstance, but in no way do you suggest to the licensor to support you or your use.Non-Commercial — You may not use the material for commercial purposes.- All coauthors are aware of and agree to the submission of the work in the evaluation process in ForScience Magazine. - Authorizes publishers to make the necessary adjustments in the form ofbut preserving the content.- If plagiarism has been proven in any published work, this Journal is free of any responsibility, and its author (s) shall bear the penalties provided by law.- Authors are authorized to take additional contracts separately, for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publish in institutional repository or as a book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.- Authors are allowed and encouraged to publish and distribute their work online (eg in institutional repositories or on their personal page), as this can generate productive changes, as well as increase the impact and citation of the published work. However, it should be noted that once approved by the evaluators, the manuscript can not be changed. If the author wishes to do so, he should restart the submission process. Autores que publicam na ForScience concordam com os seguintes termos:- O referido trabalho é de própria autoria e nunca foi publicado ou enviado a outra revista, tendo essa revista o direito de exclusividade sobre a edição e publicação, sob a licença Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) que permite a qualquer pessoa compartilhar a adaptar o trabalho de acordo com os seguintes termos:Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se as mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de maneira alguma que sugira ao licenciante a apoiar você ou o seu uso.Não Comercial — Você não pode usar o material para fins comerciais.- Todos os coautores estão cientes e concordam com a submissão do trabalho no processo de avaliação na Revista ForScience. - Autoriza os editores a realizarem as adequações necessárias na forma doartigo, porém preservando o conteúdo.- Se comprovado plágio em qualquer trabalho publicado, esta Revista isenta-se de qualquer responsabilidade, devendo seu(s) autor(es) arcar(em) com as penalidades previstas em lei.- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal), já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado. Porém deve-se observar que uma vez aprovado pelos avaliadores, o manuscrito não poderá sofrer mais alterações. Caso o autor deseje faze-lo, deverá reiniciar o processo de submissão info:eu-repo/semantics/openAccess |
| rights_invalid_str_mv |
Authors who post on ForScience agree to the following terms:- The said work is of own authorship and has never been published or sent to another magazine, this magazine having the right of exclusivity on the edition and publication, under the license Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) which allows anyone to share to adapt the work according to the following terms:Atribuição — You must give the appropriate credit, provide a link to the license and indicate if the changes have been made. You must do so in any reasonable circumstance, but in no way do you suggest to the licensor to support you or your use.Non-Commercial — You may not use the material for commercial purposes.- All coauthors are aware of and agree to the submission of the work in the evaluation process in ForScience Magazine. - Authorizes publishers to make the necessary adjustments in the form ofbut preserving the content.- If plagiarism has been proven in any published work, this Journal is free of any responsibility, and its author (s) shall bear the penalties provided by law.- Authors are authorized to take additional contracts separately, for non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (eg, publish in institutional repository or as a book chapter), with acknowledgment of authorship and initial publication in this journal.- Authors are allowed and encouraged to publish and distribute their work online (eg in institutional repositories or on their personal page), as this can generate productive changes, as well as increase the impact and citation of the published work. However, it should be noted that once approved by the evaluators, the manuscript can not be changed. If the author wishes to do so, he should restart the submission process. Autores que publicam na ForScience concordam com os seguintes termos:- O referido trabalho é de própria autoria e nunca foi publicado ou enviado a outra revista, tendo essa revista o direito de exclusividade sobre a edição e publicação, sob a licença Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY-NC) que permite a qualquer pessoa compartilhar a adaptar o trabalho de acordo com os seguintes termos:Atribuição — Você deve dar o crédito apropriado, prover um link para a licença e indicar se as mudanças foram feitas. Você deve fazê-lo em qualquer circunstância razoável, mas de maneira alguma que sugira ao licenciante a apoiar você ou o seu uso.Não Comercial — Você não pode usar o material para fins comerciais.- Todos os coautores estão cientes e concordam com a submissão do trabalho no processo de avaliação na Revista ForScience. - Autoriza os editores a realizarem as adequações necessárias na forma doartigo, porém preservando o conteúdo.- Se comprovado plágio em qualquer trabalho publicado, esta Revista isenta-se de qualquer responsabilidade, devendo seu(s) autor(es) arcar(em) com as penalidades previstas em lei.- Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.- Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal), já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado. Porém deve-se observar que uma vez aprovado pelos avaliadores, o manuscrito não poderá sofrer mais alterações. Caso o autor deseje faze-lo, deverá reiniciar o processo de submissão |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais |
| publisher.none.fl_str_mv |
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Minas Gerais |
| dc.source.none.fl_str_mv |
ForScience; v. 5, n. 3 (2017): Edição Regular em Fluxo Contínuo ForScience; v. 5, n. 3 (2017): Edição Regular em Fluxo Contínuo 2318-6356 10.29069/forscience.2017v5n3 reponame:ForScience: revista científica do IFMG instname:IFMG instacron:IFMG |
| reponame_str |
ForScience: revista científica do IFMG |
| collection |
ForScience: revista científica do IFMG |
| instname_str |
IFMG |
| instacron_str |
IFMG |
| institution |
IFMG |
| repository.name.fl_str_mv |
-
|
| repository.mail.fl_str_mv |
mail@mail.com |
| _version_ |
1661701896745779200 |