Desenvolvimento de um sistema de navegação para veículo aéreo não tripulado

Abstract

Aeronaves possuem uma dinâmica definida em seis graus de liberdade: três translações e três rotações. A composição de sinais de múltiplos sensores como acelerômetros, giroscópios, magnetômetros e GNSS deve ser utilizada para determinar a atitude e o deslocamento de um veículo aéreo. Este trabalho pretende resolver o problema de navegação aeroespacial usando métodos de fusão de dados como proposto por Madgwick e Kalman em sensores de baixo custo. O sistema é embarcado em um quadricóptero para testes e avaliação da eficiência dos algoritmos em voo. A atitude determinada pelo filtro de Madgwick teve desempenho suficiente, enquanto o filtro de Kalman exige melhorias para uma estimativa adequada do deslocamento.

Aircraft has six degree of freedom dynamics: three translations and three rotations. The composition of signals from multiple sensors such as accelerometers, gyroscopes, magnetometers and GNSS must be used to determine attitude and displacement of an aerial vehicle. This work aims to solve the problem of aerospace navigation using methods of data fusion such as proposed by Madgwick and Kalman with low cost sensors. The system is embedded in a quadcopter for in flight testing and evaluation of algorithm efficiency. The attitude determined by the Madgwick filter performed well enough, while the Kalman filter requires improvements for an adequate displacement estimate.