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dc.creatorPereira, Lucas Boaventura-
dc.date.accessioned2022-05-09T19:10:02Z-
dc.date.available2022-05-09T19:10:02Z-
dc.date.issued2022-04-11-
dc.identifier.citationPEREIRA, Lucas Boaventura. Integração GPS/INS baseada em filtro de Kalman para navegação. 2022. 48 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/35016-
dc.description.abstractNavigation means determining position and attitude of a moving body in relation to a reference over time. The quantities position, velocity and attitude, which allow this body to be georeferenced, are called navigation states. The combination of sensors that makes it possible to determine navigation states is known as a navigation system. The integration of navigation systems seeks to overcome the quality of states estimation in relation to that obtained with any of the systems operating in isolation. For this, systems with complementary characteristics are typically combined. In this context, the present paper involved the development of a navigation system using GPS/INS integration through two Kalman filters. The first is used for attitude estimation, using accelerometer, gyroscope and magnetometer readings. The second is used to estimate the position from the GPS measurement and the accelerometer output. GPS/INS integration benefits from small short-term INS estimation errors and the fact that GPS measurements do not diverge over time. To validate the implemented system, a reference trajectory was defined, from four points that were defined using a precision GPS. Such validation was performed in simulation and from experimental data. With the simulated data, the GPS/INS integration presented a better result than the GPS measurement alone. More precisely, the mean error and the error variance of the values estimated by the filters were smaller than those of the measured values. However, in the test with real data, the results of the developed navigation system were below expectations. This was due to the high noise level of the low-cost accelerometer used, in line with the double integration performed in the dynamic model of the Kalman filter for position estimation.pt_BR
dc.description.sponsorshipPesquisa sem auxílio de agências de fomentopt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectSistema de navegação integradopt_BR
dc.subjectIntegrated navigation systempt_BR
dc.subjectFiltro de Kalmanpt_BR
dc.subjectKalman filterpt_BR
dc.subjectGPSpt_BR
dc.subjectGPSpt_BR
dc.subjectINSpt_BR
dc.subjectINSpt_BR
dc.subjectEstimativa de atitudept_BR
dc.subjectAttitude estimationpt_BR
dc.subjectEstimativa de posiçãopt_BR
dc.subjectPosition estimationpt_BR
dc.titleIntegração GPS/INS baseada em filtro de Kalman para navegaçãopt_BR
dc.title.alternativeGPS/INS integration based on Kalman filter for navigationpt_BR
dc.typeTrabalho de Conclusão de Cursopt_BR
dc.contributor.advisor1Assis, Pedro Augusto Queiroz de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5309540309123503pt_BR
dc.contributor.referee1Tavares, José Jean-Paul Zanlucchi de Souza-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7957071418601330pt_BR
dc.contributor.referee2Martins, Roberto de Souza-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4586350967708284pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6431350466186168pt_BR
dc.description.degreenameTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)pt_BR
dc.description.resumoNavegação significa determinar a posição e a atitude de um corpo móvel em relação a um referencial ao longo do tempo. As grandezas posição, velocidade e atitude, que permitem georreferenciar esse corpo, são chamadas de estados de navegação. Já a combinação de sensores que possibilita a determinação dos estados de navegação é conhecida como sistema de navegação. A integração de sistemas de navegação busca superar a qualidade da estimativa dos estados em relação àquela obtida com qualquer um dos sistemas operando isoladamente. Para isso, tipicamente combinam-se sistemas com características complementares. Neste contexto, o presente trabalho envolveu o desenvolvimento de um sistema de navegação utilizando a integração GPS/INS por meio de dois filtros de Kalman. O primeiro é usado para estimativa de atitude, utilizando as leituras do acelerômetro, giroscópio e magnetômetro. Já o segundo é empregado para estimar a posição a partir da medição do GPS e da saída do acelerômetro. A integração GPS/INS se beneficia dos pequenos erros de estimativa do INS a curto prazo e do fato das medições do GPS não divergirem ao longo do tempo. Para validar o sistema implementado, definiu-se uma trajetória de referência, a partir de quatro pontos que foram definidos utilizando um GPS de precisão. Tal validação foi realizada em simulação e a partir de dados experimentais. Com os dados simulados a integração GPS/INS apresentou um resultado melhor que a medição do GPS isoladamente. Mais precisamente, o erro médio e a variância do erro dos valores estimados pelos filtros foram menores que os dos valores medidos. No entanto, no teste com dados reais os resultados do sistema de navegação desenvolvido ficaram abaixo do esperado. Isso ocorreu devido ao alto nível de ruídos do acelerômetro de baixo custo empregado, alinhado à dupla integração feita no modelo dinâmico do filtro de Kalman para estimativa de posição.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.courseEngenharia Mecatrônicapt_BR
dc.sizeorduration48pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.orcid.putcode112809543-
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecatrônica

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