Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/8759
Resumo: Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2011.
id UNB_ee8736ee13897ad6e3dbc5f856f09a01
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/8759
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aéreaEngenharia elétricaRobóticaAnálise estocásticaDissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2011.Estimação de estados a partir de informações sensoriais de sistemas operando em ambientes reais, não-controlados e possivelmente hostis é um assunto de grande interesse científico e aplicabilidade prática, ainda que seja uma tarefa difícil de ser efetuada com sucesso. Em razão das diversas, e geralmente desconhecidas, fontes de interferência atuando sobre o sistema, a hipótese de correta operação dos sensores assumida pelas técnicas de filtragem tradicionais pode se tornar inválida. Tendo em vista que falhas muitas vezes são inevitáveis e que suas conseqüências podem ser trágicas dependendo da situação, este trabalho propõe uma abordagem de sistemas híbridos para tratar de sistemas com falhas e operando sob perturbações, propondo três novos filtros híbridos (HDFF, MHMF e MHMF-2) para estimação estocástica de estados. Todos esses algoritmos, juntamente com os filtros FKE, IMMe M3H, têm seus desempenhos comparados por meio de dados reais e de simulação provenientes do sistema de localização de um veículo aéreo não-tripulado equipado com GPS, IMU e magnetômetro. Desenvolve-se o modelo matemático do sistema de localização e dá-se ênfase às questões relativas à representação de atitude e sua extração a partir de leituras dos sensores embarcados. Mostra-se que todos os filtros propostos neste trabalho superam os resultados disponíveis na literatura e conclui-se da análise dos dados que o MHMF-2 é o melhor algoritmo em termos de menores erros de estimação e complexidade computacional. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTState estimation for sensory systems operating in real, uncontrolled, and possibly hostil environments is a matter of great scientific interest and practical applicability, though often difficult to accomplish. Because of the many different, and usually unknown, sources of interference acting over the system, the theoretical assumptions of correct sensor operation considered by traditional filtering techniques may not be valid. Since occasional faults are often inevitable and may have tragic outcomes depending on the situation, this work uses a stochastic hybrid systems approach to tackle the problem of faulty and heavily disturbed systems and proposes three new hybrid stochastic state estimators (HDFF, MHMF and MHMF-2). All these algorithms, along with the EKF, the IMM and the M3H filters, have their performances compared using simulated and real experimental data from an unmanned aerial vehicle’s localization system equipped with GPS, IMU, and magnetometer. The localization system’s mathematical model is developed and special attention is paid to the matters of attitude representation and extraction from onboard sensor data. All filters proposed in this work are shown to outperform the available results in the litterature and one concludes from the analysis that the MHMF-2 is the best algorithm in terms of smaller estimation error and computational complexity.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Elétrica (FT ENE)Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaBorges, Geovany AraújoSantana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis2011-06-29T16:14:53Z2011-06-29T16:14:53Z2011-06-292011-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSANTANA, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis. Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea. 2011. 176 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Universidade de Brasília, Brasília, 2011.http://repositorio.unb.br/handle/10482/8759info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-01T16:12:17Zoai:repositorio.unb.br:10482/8759Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-01T16:12:17Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
title Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
spellingShingle Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
Santana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis
Engenharia elétrica
Robótica
Análise estocástica
title_short Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
title_full Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
title_fullStr Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
title_full_unstemmed Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
title_sort Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea
author Santana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis
author_facet Santana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Borges, Geovany Araújo
dc.contributor.author.fl_str_mv Santana, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia elétrica
Robótica
Análise estocástica
topic Engenharia elétrica
Robótica
Análise estocástica
description Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2011.
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011-06-29T16:14:53Z
2011-06-29T16:14:53Z
2011-06-29
2011-02-28
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SANTANA, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis. Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea. 2011. 176 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Universidade de Brasília, Brasília, 2011.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/8759
identifier_str_mv SANTANA, Pedro Henrique de Rodrigues Quemel e Assis. Filtragem estocástica para sistemas híbridos e suas aplicações em robótica aérea. 2011. 176 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)-Universidade de Brasília, Brasília, 2011.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/8759
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508361891184640