Sistema de Localização Subaquático para Veículos Autónomos

• Autor(a) principal: Matias, Bruno Lopes
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/10605
• topic: Localização subaquática; USBL; DVL; Calibração DVL; Calibração USBL; Fusão sensorial; AHRS; EKF; Underwater Localization; Calibration DVL; Calibration USBL; Data Fusion; Telecomunicações

A necessidade de exploração e mineração no meio subaquático desencadeou, de alguma forma, uma acentuada evolução nas tecnologias e no desenvolvimento de veículos autónomos que opere nesse tipo de ambientes. A autonomia nas operações encontra-se, inteiramente, relacionada com o sistema de localização e é nesse sentido que o desenvolvimento desta dissertação se foca. Os resultados obtidos com o presente estudo pretendem constituir um contributo para a obtenção de maior precisão e exatidão na performance de um sistema de localização subaquático. Neste sentido, são estudados dois aspetos fundamentais para um sistema de localização ser robusto e preciso, sendo eles a fusão sensorial e a calibração. A fusão sensorial consistiu em utilizar um EKF com dados sensoriais do DVL, USBL, acelerómetros e sensor de pressão para estimar a localização. No entanto, para a realização da fusão sensorial, os sensores necessitam de ser calibrados, pois o desalinhamento entre os diversos sensores produz influência negativamente no sistema de localização. Assim sendo, foi desenvolvido um sistema de calibração para minimizar esse problema. As Minas subaquáticas, é um dos principais locais de operação para UUV para o INESC TEC, no entanto, as Minas apresentam distorções magnéticas sendo uma grande dificuldade para os sistemas de localização tradicionais. Deste modo, foi proposto um modelo para a obtenção da atitude sem recurso aos magnetómetros evitando a essas distorções. Por fim, com o intuito de efetuar a validação dos algoritmos desenvolvidos foram realizados datasets para comprovar a eficiência do sistema de localização subaquático proposto. Os resultados obtidos com o sistema desenvolvido neste estudo, quando comparados com o ground truth apresentaram erros inferiores a meio metro na posição estimada e 0.1 graus na orientação estimada, ao longo de um percurso de 722 m com uma duração de 10 minutos. É de salientar que o filtro probabilístico demonstrou-se robusto mesmo com a existência de algumas falhas na obtenção das medidas dos sensores acústicos.