Dissertação

Simulação, implementação e avaliação de um sistema de navegação de baixo custo para um veículo autónomo EVALUATED

Atualmente, o desenvolvimento de veículos autónomos, para funcionamento outdoor, é uma área de grande relevância e de intensa investigação, pelo que o desenvolvimento de um sistema de navegação que permita efetuar guiamento tem uma importância fundamental no desenvolvimento destes veículos. A maioria dos sistemas de navegação utiliza sistemas de navegação por satélite - Global Navigation Satellite System (GNSS), como única fonte de informação sobre posição, velocidade e orientação, no entanto um GNSS não consegue fornecer sempre informação fiável e contínua essencial para um veículo autónomo. Este trabalho pretende ser um contributo para preencher esta lacuna, uma vez que tira partido da complementaridade existente entre o Inertial Navigation System (INS) e o GNSS, apresentando um algoritmo de integração (fusão), numa estrutura loosely coupled, recorrendo a sensores de baixo custo e a Extended Kalman Filter (EKF), que determina a orientação, posição e velocidades do veículo. Para esse efeito, desenvolveu-se um simulador, em Simulink, que permitiu testar e validar a solução apresentada. A interface com os sensores é realizada através de Arduino, tendo sido desenvolvido um algoritmo que realiza a leitura, a sincronização dos sensores inerciais e o recetor GNSS. Os métodos de caracterização dos vários sensores foram, também, apresentados. Por fim, é implementado, em Python, com recurso a um Raspberry Pi, o algoritmo de navegação. Verificou-se, através do simulador e testes no terreno, que o sistema respondeu de forma prevista no que concerne à solução para a orientação. Relativamente, à posição, o algoritmo apresentou alguns desvios, no entanto demonstrou consistência.
Integração GNSS/INS, loosely coupled, data fusion, filtros de Kalman

Novembro 30, 2017, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Agostinho Rui Alves da Fonseca

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

José Raul Carreira Azinheira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar