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Navegação terrestre usando unidade de medição inercial de baixo desempenho e fusão sensorial com filtro de Kalman adaptativo suavizado (2011)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SANTANA, DOUGLAS DANIEL SAMPAIO - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: FILTROS DE KALMAN; ESTIMAÇÃO NÃO LINEAR; SENSOR; INSTRUMENTAÇÃO (FÍSICA)
  • Language: Português
  • Abstract: Apresenta-se o desenvolvimento de modelos matemáticos e algoritmos de fusão sensorial para navegação terrestre usando uma unidade de medição inercial (UMI) de baixo desempenho e o Filtro Estendido de Kalman. Os modelos foram desenvolvidos com base nos sistemas de navegação inercial strapdown (SNIS). O termo “baixo desempenho” refere-se à UMIs que por si só não são capazes de efetuar o auto-alinhamento por girocompassing. A incapacidade de se navegar utilizando apenas uma UMI de baixo desempenho motiva a investigação de técnicas que permitam aumentar o grau de precisão do SNIS com a utilização de sensores adicionais. Esta tese descreve o desenvolvimento do modelo completo de uma fusão sensorial para a navegação inercial de um veículo terrestre usando uma UMI de baixo desempenho, um hodômetro e uma bússola eletrônica. Marcas topográficas (landmarks) foram instaladas ao longo da trajetória de teste para se medir o erro da estimativa de posição nesses pontos. Apresenta-se o desenvolvimento do Filtro de Kalman Adaptativo Suavizado (FKAS), que estima conjuntamente os estados e o erro dos estados estimados do sistema de fusão sensorial. Descreve-se um critério quantitativo que emprega as incertezas de posição estimadas pelo FKAS para se determinar a priori, dado os sensores disponíveis, o intervalo de tempo máximo que se pode navegar dentro de uma margem de confiabilidade desejada. Conjuntos reduzidos de landmarks são utilizados como sensores fictícios para testar o critério de confiabilidade proposto. Destacam-se ainda os modelos matemáticos aplicados à navegação terrestre unificados neste trabalho. Os resultados obtidos mostram que, contando somente com os sensores inerciais de baixo desempenho, a navegação terrestre torna-se inviável após algumas dezenas de segundos.Usando os mesmos sensores inerciais, a fusão sensorial produziu resultados muito superiores, permitindo reconstruir trajetórias com deslocamentos da ordem de 2,7 km (ou 15 minutos) com erro final de estimativa de posição da ordem de 3 m.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 01.06.2011
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      SANTANA, Douglas Daniel Sampaio; FURUKAWA, Celso Massatoshi. Navegação terrestre usando unidade de medição inercial de baixo desempenho e fusão sensorial com filtro de Kalman adaptativo suavizado. 2011.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2011. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-25082011-162939/pt-br.php >.
    • APA

      Santana, D. D. S., & Furukawa, C. M. (2011). Navegação terrestre usando unidade de medição inercial de baixo desempenho e fusão sensorial com filtro de Kalman adaptativo suavizado. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-25082011-162939/pt-br.php
    • NLM

      Santana DDS, Furukawa CM. Navegação terrestre usando unidade de medição inercial de baixo desempenho e fusão sensorial com filtro de Kalman adaptativo suavizado [Internet]. 2011 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-25082011-162939/pt-br.php
    • Vancouver

      Santana DDS, Furukawa CM. Navegação terrestre usando unidade de medição inercial de baixo desempenho e fusão sensorial com filtro de Kalman adaptativo suavizado [Internet]. 2011 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-25082011-162939/pt-br.php


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