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Desenho de Filtros de Kalman aplicados a sistemas de navegação de baixo custo

Authors: Duque, José Diogo Furtado Raimundo Vieira;

Desenho de Filtros de Kalman aplicados a sistemas de navegação de baixo custo

Abstract

O desenvolvimento da tecnologia tem sido uma constante nos tempos modernos. Os sistemas de navegação e posicionamento não foram exceção à regra. Com o surgimento dos MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) tornou-se possível reduzir o tamanho e o custo destes sistemas. A integração de sistemas inerciais MEMS e GPS (INS/GPS) tem permitido criar soluções de posicionamento e navegação low-cost. Esta tecnologia tornou-se tão acessível que, se há alguns anos atrás, apenas faziam parte de sistemas de ponta, hoje em dia estão presentes, por exemplo, em quase todos os smartphones existentes. Este trabalho pretende utilizar um Filtro de Kalman (FK) capaz de fundir dados provenientes de um sensor inercial MEMS para criar uma solução de medição de atitude low-cost, de modo a que possa ser aplicada em embarcações à vela de pequenas dimensões. Devido ás suas dimensões e custos, torna-se pouco viável instalar sistemas de navegação convencionais em embarcações de pequenas dimensões como tal, este trabalho pretende dar uma resposta a este problema. Conclui-se que os valores da aceleração registas pelo acelerómetro nos eixos XX e YY tinham bastante ruído, mas o FK conseguiu suavizar estes valores e ainda estimar os valores da velocidade e deslocamento ao longo deste eixo. Conclui-se ainda, que a MPU 6050, por não possuir magnetómetro, não é a escolha mais indicada para integrar um sistema de medição de atitude.

Country
Portugal
Keywords

Vela Ligeira, Attitude Reference System, Small Sailboats, Arduino, Filtro de Kalman, Navegação Inercial, MPU, Medição de Atitude, Kalman Filter, Inertial Navigation

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