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Dissertação

Advanced Signal Processing Aiding Techniques for Inertial Navigation Systems EVALUATED

Detalhes: Esta tese aborda o desenvolvimento de um Sistema de Posicionamento e Localização Acústicos, recorrendo à topologia USBL (Ultra-Short Baseline) e a Sistemas de Navegação Inerciais, para aplicações em missões sub-aquáticas que se destinam a auxiliar oceanógrafos e biólogos marinhos nas suas experiências com a fauna marítima. Após a formulação do problema e a caracterização do espaço da missão sub-aquática, é sugerida uma solução algébrica para uma situação específica de estacionaridade, onde se recorre exclusivamente a medidas de direcção e medidas da velocidade de Doppler. De seguida, para além de uma análise a alguns métodos clássicos de determinação de parâmetros, nomeadamente algoritmos baseados na teoria dos Mínimos Quadrados, são também propostas técnicas de filtragem assentes no princípio do Filtro de Kalman. Os objectivos principais incluem a estimação de posições e velocidades dos intervenientes na operação sub-aquática. É também estudada a observabilidade de um sistema dinâmico particular, o qual concentra nas suas equações todas as variáveis do problema existente. De forma breve, é ainda descrita uma arquitectura de hardware que serve de suporte à estrutura USBL e à aquisição e amostragem de sinais acústicos. A estes sinais acústicos, após o devido processamento, é extraída a informação respectiva às direcções e às distâncias. A arquitectura foi ensaiada com sucesso em ambientes sub-aquáticos e, por conseguinte, os resultados obtidos permitem validar o seu correcto funcionamento, abrindo as portas para a implementação em tempo real da referida arquitectura, devidamente apoiada pelos resultados matemáticos expostos nesta tese.
Keywords: Robôs Marinhos, Mínimos Quadrados, Filtros de Localização, Observabilidade, Processamento de Sinais Acústicos

Discussão: novembro 15, 2013, 9:30

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