Desenvolvimento de uma metodologia de alinhamento e calibração sensorial de sistemas de navegação para veículos autônomos submarinos.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Frutuoso, Adriano Bruno dos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Alignment e sensory calibration; Alinhamento e calibração sensorial; Autonomous underwater vehicles; Methodology; Metodologia; Submersíveis não tripulados; Veículos autônomos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-13122023-091851/

A determinação da localização de veículos autônomos submarinos em condição submersa é uma tarefa desafiadora, especialmente devido à impossibilidade de utilização de sistemas de localização por satélites. Fatores como o alinhamento inicial, que determina a orientação do veículo, e os erros dos sensores de navegação degradam significativamente o desempenho da navegação em condição submersa, demandando um estudo adequado para a compreensão da influência destes fatores no resultado da navegação. Neste sentido, este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma metodologia de alinhamento e calibração sensorial para sistemas de navegação de veículos autônomos submarinos, que integra diferentes situações que precedem a execução da navegação do veículo em condição submersa. A metodologia é embasada na normalização da matriz de covariância dos erros dos estados, de modo a avaliar a influência de movimentos efetuados pelo veículo, bem como de diferentes tipos de integração sensorial com filtro de Kalman, no processo de estimação das variáveis de navegação. Resultados de simulações e de testes experimentais realizados em campo são apresentados. Estes mostram um comparativo de desempenho, em termos de tempo de convergência e exatidão de estimação, considerando diferentes métodos de alinhamento grosseiro, os quais fornecem uma estimativa preliminar da orientação do veículo, aplicados a condições estacionárias e não estacionárias. Também é apresentado neste trabalho um comparativo de desempenho da estimação das variáveis de navegação e de calibração dos sensores, considerando diferentes condições de movimento (manobras). Para o caso do alinhamento grosseiro, os resultados mostram que os métodos baseados na decomposição da matriz de rotação foram os mais adequados para a condição não estacionária. Já para o alinhamento fino e calibração sensorial, os resultados mostram que a manobra de corte de relva foi a mais adequada para esta finalidade.