Uma metodologia de integração e filtragem de dados inerciais para sistemas lineares

Abstract

Navegação é a prática e ciência de se localizar a partir de algum tipo de medição. A navegação inercial, especificamente, diz respeito a localização a partir de medições internas de giroscópios e acelerômetros ao longo do tempo. Com os avanços da eletrônica e de sistemas micromecânicos, em conjunto denominados MEMS, sensores inerciais a preços acessíveis tornaram-se disponíveis ao grande público. Dentre os usos para essa tecnologia, estão aplicações na área de robótica, veículos não tripulados, estabilização de imagem e reconhecimento de gestos. Reconhecendo o potencial para navegação, o presente trabalho busca descrever e implementar um código genérico a partir de dados obtidos por um desses sensores, testando as capacidades e limitações da tecnologia atual, analisando os valores obtidos para orientação, posição e velocidade. Adicionalmente, a utilização de filtros, como o filtro de Kalman e complementar também foi discutida como forma de superar limitações de exatidão. Um microcontrolador Arduino foi utilizado e códigos no programa Octave foram escritos para o tratamento dos valores obtidos. Testes com rotações bidimensionais foram realizados a partir de um par de servomotores. Os resultados demonstraram uma boa acurácia para a orientação no espaço, principalmente pelos filtros e, para a posição, indicam a possibilidade de utilização desses sensores em conjunto com outras tecnologias mais precisas.