Análise da sintonia e implementação do filtro de Kalman aplicado à navegação de um AUV (2023)
- Authors:
- Autor USP: SOUZA, LUIZ FELIPE MARINHO DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: SUBMERSÍVEIS NÃO TRIPULADOS; FILTROS DE KALMAN
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: Os sistemas de navegação para AUVs (Autonomous Underwater Vehicles) são comumente constituídos pela combinação de dados de múltiplos sensores. A fusão sensorial otimiza as estimativas de trajetória durante uma manobra através do uso das medições dos sensores embarcados no veículo, de modo a garantir a precisão, desempenho e estabilidade do sistema. Dentre as técnicas utilizadas para a combinação de dados, o filtro de Kalman destaca-se na navegação de AUVs apesar da complexidade em estabelecer uma sintonia adequada de alguns de seus parâmetros, como as matrizes de covariância de ruídos de processo e de medição. Neste trabalho, é apresentada uma revisão bibliográfica sobre as técnicas de navegação para AUVs, bem como a proposta de um sistema de navegação composto pela fusão sensorial entre os dados dos sensores inerciais, sensor de velocidade por efeito Doppler e um sensor de profundidade através da abordagem indireta do filtro de Kalman, conhecida como Error-State Kalman Filter. A implementação do filtro é realizada considerando a eletrônica embarcada em um AUV desenvolvido pelo LVNT da USP, portanto teve que considerar as limitações de hardware, como processamento e memória, seguindo uma abordagem conhecida como Sequential Measurement Update. Além disso, são apresentadas duas abordagens para a sintonia das matrizes Q e R do filtro de Kalman, realizando as análises e validações combinando diferentes cenários. Dentre as abordagens tratadas, considera-se ainda os aspectos estatísticos dos sensores como critérios para sintonia com a caracterização de ruídos pela técnica de Variância de Allan. Por fim, os testes são realizados com dados obtidos em campo através de uma plataforma de testes para a investigação de AUVs.
- Imprenta:
- Data da defesa: 03.05.2023
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ABNT
SOUZA, Luiz Felipe Marinho de. Análise da sintonia e implementação do filtro de Kalman aplicado à navegação de um AUV. 2023. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-12072023-113618/. Acesso em: 01 maio 2024. -
APA
Souza, L. F. M. de. (2023). Análise da sintonia e implementação do filtro de Kalman aplicado à navegação de um AUV (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-12072023-113618/ -
NLM
Souza LFM de. Análise da sintonia e implementação do filtro de Kalman aplicado à navegação de um AUV [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-12072023-113618/ -
Vancouver
Souza LFM de. Análise da sintonia e implementação do filtro de Kalman aplicado à navegação de um AUV [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 01 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-12072023-113618/
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