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Estimativa de orientação de veículos aéreos não tripulados a partir de IMU’s de baixo custo utilizando matriz de cossenos diretores, filtros complementares e filtro de Kalman (2013)

  • Authors:
  • USP affiliated author: SILVA, LUCAS PAULO BARBOSA DA - EP
  • School: EP
  • Sigla do Departamento: PMR
  • Subjects: FILTROS DE KALMAN; PROCESSAMENTO DE SINAIS; AERONAVES
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho tem por objetivo estudar, comparar e implementar métodos de estimativa de orientação (atitude) de veículos aéreos não tripulados (drones), baseados em unidades de medições inercias (IMU) de 9D (Giroscópio 3D, Acelerômetro 3D e Magnetômetro 3D) de baixo custo. Estimativa de orientação de drones tem como requisito o fato de esses veículos não terem uma direção de movimento preferencial entre a direção x e y. Desta forma sensores como medidores de velocidade do ar devem ser substituídos por magnetômetros para estimativa do ângulo de yaw. Os métodos estudados neste trabalho são matriz de cossenos diretores, filtros complementares baseados em observadores de estados e filtro discreto de Kalman. Fatores como custo computacional, complexidade matemática, performance e consistência dos resultados são comparados. Para tal, são realizadas simulações em software gráfico matemático (MatLab), utilizando um modelo matemático em quaternions ou em ângulos de Euler. Implementações foram realizadas utilizando o método de filtro complementar e a combinação deste filtro com o filtro discreto de Kalman , utilizando um IMU de baixo custo, com o auxílio de um Arduino Pro-Mini.
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    • ABNT

      SILVA, Lucas Paulo Barbosa da. Estimativa de orientação de veículos aéreos não tripulados a partir de IMU’s de baixo custo utilizando matriz de cossenos diretores, filtros complementares e filtro de Kalman. 2013. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) – Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013. Disponível em: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/799a51f1-1f43-4bdf-84b3-566a5153a245/LUCAS%20PAULO%20BARBOSA%20DA%20SILVA%20PMR13.pdf. Acesso em: 29 mar. 2024.
    • APA

      Silva, L. P. B. da. (2013). Estimativa de orientação de veículos aéreos não tripulados a partir de IMU’s de baixo custo utilizando matriz de cossenos diretores, filtros complementares e filtro de Kalman (Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/799a51f1-1f43-4bdf-84b3-566a5153a245/LUCAS%20PAULO%20BARBOSA%20DA%20SILVA%20PMR13.pdf
    • NLM

      Silva LPB da. Estimativa de orientação de veículos aéreos não tripulados a partir de IMU’s de baixo custo utilizando matriz de cossenos diretores, filtros complementares e filtro de Kalman [Internet]. 2013 ;[citado 2024 mar. 29 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/799a51f1-1f43-4bdf-84b3-566a5153a245/LUCAS%20PAULO%20BARBOSA%20DA%20SILVA%20PMR13.pdf
    • Vancouver

      Silva LPB da. Estimativa de orientação de veículos aéreos não tripulados a partir de IMU’s de baixo custo utilizando matriz de cossenos diretores, filtros complementares e filtro de Kalman [Internet]. 2013 ;[citado 2024 mar. 29 ] Available from: https://bdta.abcd.usp.br/directbitstream/799a51f1-1f43-4bdf-84b3-566a5153a245/LUCAS%20PAULO%20BARBOSA%20DA%20SILVA%20PMR13.pdf

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