Aquisição e desmodulação da banda de correção GNSS para sistemas de condução autónoma

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Carlos Filipe Brito da
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1822/48017
Resumo: Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores
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spelling Aquisição e desmodulação da banda de correção GNSS para sistemas de condução autónomaSistema de navegação autónomaSistema gnssServiço de correção gnssProcessamento de sinalAutonomous navigation systemsGNSS systemGNSS correction servicesSignal processingEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e ComputadoresMais de 3400 pessoas morrem todos os dias nas estradas em todo o mundo e dezenas de milhares de pessoas são feridas e incapacitadas todos os anos. Crianças, pedestres, ciclistas e pessoas mais velhas são os elementos mais vulneráveis entre os utilizadores das estradas [1]. Um Sistema de Navegação Autónoma é uma solução num futuro próximo para alguns destes problemas, procurando evitar ao máximo e autonomamente acidentes de viação para que os perjúrios de navegação sejam reduzidos, e consequentemente que seja observado um aumento da segurança das pessoas e do mundo. Hoje em dia estão a ser feitos investimentos consideráveis neste tipo de sistemas e há até empresas que já se encontram a trabalhar nesta temática, apresentando já alguns protótipos, como por exemplo o veículo autónomo da marca TESLA™. É expectável que uma solução estável seja apresentada nos próximos anos. Este tipo de sistemas é bastante complexo, contudo a sua complexidade pode ser mais facilmente desmistificada através de uma divisão do sistema “por blocos”. Um dos blocos é conhecido como ECU – “Engine Control Unit” e é responsável pela aquisição de toda a informação dos outros blocos constituintes do sistema e assim “conduzir” o carro através do controlo do motor, travões, ângulo de viragem, etc. Um outro bloco destacável trata-se por “Traffic Awareness System”, e este é composto por um LIDAR (Light Detection and Range), câmaras e radares para analisar a envolvente do veículo, como carros, pedestres, sinais de trânsito, entre outros, e tem como função o desvio de obstáculos e tem um peso importantíssimo na tomada de decisões do sistema, para que evite acidentes e cumpra com o código da estrada. Por fim destaca-se o Sistema de Posicionamento, composto por um sistema de navegação por satélite GNSS (Global Navigation Satellite System) e um sistema de navegação inercial IMU (Inertial Measurement Unit) composto por sensores inerciais como acelerómetros e giroscópios, por vezes são completados por magnetómetros e barómetros. A junção dos sistemas GNSS e IMU permite a determinação da posição e cinemática do veículo com alta precisão. O objetivo principal desta dissertação é o desenvolvimento de um sistema capaz de receber a aquisição e desmodulação do sinal proveniente dos Serviços de correção GNSS. A banda de correção é um sinal de satélite difundido por determinadas zonas (consoante o satélite) que contém informações para melhorar e corrigir o pós-processamento da posição mediante o GNSS. O serviço de correção é executado por um pequeno leque de empresas, que tem infraestrutura dedicada ao cálculo dos desvios dos sinais GNSS e das correções a aplicar em cada instante, pelo que calculam a informação de correção e depois fazem comunicação da mesma, através de algumas técnicas, nomeadamente internet e satélite. Este serviço é pago, pelo que para desencriptar a informação contida na banda de correção é necessária a aplicação de uma chave de desencriptação para ter acesso total aos dados. Para atingir este objetivo, foram feitas várias investigações sobre processamento de sinal e utilização de SDRs (Software Defined Radios) e estas são apresentadas neste documento, assim como testes sobre várias temáticas incluindo aquisição de sinais, modulação e desmodulação dos mesmos, etc.Over 3400 people die on the world’s roads every day and tens of millions of people are injured or disabled every year. Children, pedestrians, cyclists and older people are among the most vulnerable of road users [1]. An Autonomous Navigation system is a near future solution for some of these problems, aiming to autonomously avoid road accidents in order to reduce traffic injuries. Nowadays there are some important investments in this kind of systems, and some companies are already working to build some of them in order to have some solutions in a few years. The complexity of these systems can be simplified dividing them in blocks. One of the blocks can be commonly known as an ECU - Engine Control Unit. This block is responsible to gather the information from the other blocks and autonomously "drive" the car by handling the engine, breaks, steering wheel, etc. Another block can be called the Traffic awareness system, characterized by a LIDAR (Light Detection and Ranging), cameras and radars to avoid obstacles, read traffic signs, etc. Last but not least another very important block is the Autonomous Localization system, composed by a GNSS (Global Navigation Satellite System) and Inertial Sensors like accelerometers and gyroscopes to determine car’s positions with high resolution. This dissertation’s main goal is to develop a system that is capable to perform acquisition and demodulation of GNSS Correction Services signal. GNSS Correction Band is a satellite widespread signal that contains information to improve and correct GNSS post-processing, improving also the precision of position and motion measurement. This Correction Service is performed by some specific Enterprises and it is a paid service, so in order to use it, it is needed a specific key to decrypt the data. In order to achieve this objective, some investigation about signal processing and SDR management was performed and it is explained in this document, along with some tests to prove the system’s feasibility.Projeto “INNOVCAR: Inovação para Veículos Inteligentes”, projeto n.º 002797;FEDER através do Portugal 2020 – Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (COMPETE 2020).Rocha, Luís Alexandre MachadoUniversidade do MinhoSilva, Carlos Filipe Brito da20162016-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://hdl.handle.net/1822/48017por201689901info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:19:27Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/48017Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T19:12:23.699106Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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