Dissertação
{pt_PT=Attitude determination for three-vehicle heterogeneous formations} {} EVALUATED
{pt=A determinação da atitude em formações de veículos tem um papel fundamental em muitas missões. Esta tese propõe uma formação heterogénea com três veículos, na qual existem restrições dos vectores em linha de vista, que são apenas medidos entre um veículo chefe e todos os outros. Cada veículo tem também uma medição inercial para completar a informação acerca da sua própria atitude. A solução determinística para as diferentes matrizes de atitude do problema é dividida em vários passos. Primeiro, a relação entre o chefe e cada um dos outros veículos é determinada resultando, em geral, em duas soluções. No entanto, existem casos degenerados com infinitas soluções e também casos coplanares com uma solução única. Seguidamente, a atitude inercial do chefe é calculada a partir de cada candidato da fase anterior. Esta nova fase resulta, em geral, numa solução única para cada candidato ou soluções infinitas nos casos degenerados. Posteriormente, uma comparação conduz aos candidatos correctos e todas as restantes matrizes de atitude podem ser obtidas através da combinação das matrizes já conhecidas. Em geral, o problema é resolvido univocamente. No entanto, os casos degenerados em qualquer das fases podem levar a que seja impossível encontrar uma solução única. Além disso, existem casos especiais onde a solução correcta não pode ser distinguida de um segundo candidato. A solução proposta foi simulada introduzindo ruído de acordo com um modelo de sensores conhecido e os resultados são coerentes com o que foi obtido noutras soluções determinísticas para problemas de atitude. , en=Attitude determination in formations of vehicles plays a critical role in many missions. This thesis proposes a representative heterogeneous formation with three vehicles, in which the line-of-sight vector measurements are constrained to be between a chief vehicle and the other two. Moreover, every vehicle has access to an inertial measurement, possibly distinct for each vehicle. The deterministic solution for the different attitude matrices of the problem is developed employing a multistage method. Firstly, the relation between the chief and each of the other vehicles is considered, which gives, in general, two solutions. Nonetheless, there are degenerate cases that have infinite solutions and specific configurations that give a unique solution. Secondly, the inertial attitude of the chief is found from each of the candidates from the first stage. This stage has, in general, a unique solution for each candidate or infinite solutions in the degenerate cases. Afterwards, a comparison leads to the selection of the correct candidate and all the other attitude matrices are, finally, computed from the ones already determined. In general, there is a unique solution for all the attitude matrices, both relative and inertial. Besides the degenerate cases that have infinite solutions, there are special cases where the correct solution cannot be distinguished from two final candidates. This situation is fully characterized. The proposed solution is simulated using a convenient sensor noise model and the results are coherent with state-of-the-art approaches to similar problems.}
novembro 2, 2017, 9:30
Publicação
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Orientação
ORIENTADOR
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Professor Auxiliar