Desenvolvimento de sistema de estimação de posição empregando filtro de Kalman e GPS/INS

• Autor(a) principal: Traesel, Felipe André
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/130179
• topic: Engenharia de controle e automação; Position estimation; Kalman filter; Unmanned aerial vehicle

Estimadores de posição que empregam técnicas de filtro de Kalman são amplamente utilizados para solucionar o problema de localização e orientação espacial em robótica. No entanto, a estimação de posição e orientação em veículos e aeronaves se torna um desafio, visto o nível de incertezas que cercam as informações que são possíveis de serem coletadas para tal. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de uma plataforma para estimação de posição de um veículo aéreo não tripulado utilizando o filtro de Kalman para estimar a posição e orientação. O mesmo realiza esta tarefa através da aquisição de dados de um receptor GPS e de sensores inerciais como acelerômetros e giroscópios. O projeto foi executado visando a utilização de componentes de baixo custo e baixa complexidade computacional. Para a validação e análise do conceito, testes foram realizados em um veículo terrestre, iniciando pela coleta de dados de leitura dos sensores inerciais, bem como do receptor GPS durante um percurso sobre área urbana. Em seguida, os dados coletados foram tratados com o objetivo de se remover o bias dos sensores. Por fim, os dados tratados foram processados de maneira off-line para se obter a saída do algoritmo do filtro de Kalman. Variáveis como posição, velocidade e orientação sobre o plano foram os estados deste estimador. A vantagem da utilização da técnica de filtragem de Kalman fica evidenciada ao se comparar os resultados das técnicas de navegação via satélite e navegação inerciais em separado com o resultado da fusão das técnicas com o filtro de Kalman.