Calibração de um sistema de determinação de atitude com múltiplos sensores MARG (Magnetic, Angular Rate and Gravity) - Marinho, Diego de Freitas (2024)
Resumo: O principal instrumento utilizado neste trabalho foi a Experiência MEMS (e- MEMS), que consiste de quatro conjunto de sensores organizados em uma estrutura tetraédrica, onde cada conjunto é composto por um acelerômetro de três eixos, um magnetômetro de três eixos, um girômetro de um eixo e um sensor de temperatura (o conjunto de acelerômetros, magnetômetros e girômetros será denominado de sensores MARG) Devido a distribuição dos conjuntos de sensores em uma estrutura tetraédrica, podem ser definidos cinco sistemas de coordenadas, quatro deles nos conjuntos de sensores e um na base da e-MEMS Por causa dos erros inerentes aos sensores MEMS, as medidas dos sensores precisam ser corrigidas através de técnicas de calibração Os métodos de calibração utilizados foram: mínimos quadrados com entradas controladas (LMS EC) e o da mínima variância sem entradas controladas (MV SEC) Matrizes de transformação serão utilizadas para transformar as medidas dos sensores do sistema de coordenadas dos conjuntos de sensores para o sistema de coordenadas da base A atitude da e- MEMS foi determinada por meio de dois métodos: TRIAD e filtro de Kalman Os algoritmos de calibração dos sensores e os algoritmos de determinação e estimação de atitude foram desenvolvidos na ferramenta matemática MATLAB/Simulink Para realizar os ensaios de calibração e de atitude utilizou-se os seguintes sistemas: uma plataforma de rotação tridimensional; um sistema de determinação de atitude (AHRS) da empresa Advanced Navigation e a e-MEMS Os resultados adquiridos da e-MEMS obtiveram pequenos erros quando comparados com os dados do AHRS, assim os métodos de calibração dos sensores e os algoritmos de determinação de atitude foram validados