Metodologia de desenvolvimento de um determinador de atitude portátil de baixo custo para interfaces homem-máquina
| Ano de defesa: | 2024 |
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Resumo: | Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um determinador de atitude portátil de baixo custo voltado a aplicações em interfaces homem-máquina O sistema utilizou tríades de acelerômetros, magnetômetros e girômetros de baixo desempenho voltados ao mercado de Eletrônicos de Consumo O sistema foi projetado com uma interface de comunicação sem fio e alimentação por bateria permitindo liberdade total de movimento Diferentes métodos para determinação de atitude foram analisados e testados, sendo implementados os algoritmos QUEST e TRIAD O Filtro de Kalman Estendido foi implementado para combinação dos dados dos girômetros e dos demais sensores utilizando um modelo cinemático Simulações realizadas mostraram a eficácia do método e a sua ineficácia quando considerados erros de calibração dos sensores Um algoritmo de calibração e alinhamento desenvolvido pela equipe foi integrado ao método e os resultados simulados apresentaram resultados satisfatórios, tendo como fator crítico o ruído de medida |
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Takahashi, Nelson SeijiKuga, Hélio Koiti9b2c8f18-156d-407f-b1d7-b6e44335f52b-1Melo, Leonimer Flávio debad4b44c-bf14-45ae-874e-42d5b6ef6c56-192384e04-e81a-4f8f-9675-0ad7adf5fdcd41fbcd46-8a99-4ed1-8b73-4da0ff5072e5Tosin, Marcelo Carvalho [Orientador]Londrina2024-05-01T13:50:01Z2024-05-01T13:50:01Z2011.0006.05.2011https://repositorio.uel.br/handle/123456789/12202Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um determinador de atitude portátil de baixo custo voltado a aplicações em interfaces homem-máquina O sistema utilizou tríades de acelerômetros, magnetômetros e girômetros de baixo desempenho voltados ao mercado de Eletrônicos de Consumo O sistema foi projetado com uma interface de comunicação sem fio e alimentação por bateria permitindo liberdade total de movimento Diferentes métodos para determinação de atitude foram analisados e testados, sendo implementados os algoritmos QUEST e TRIAD O Filtro de Kalman Estendido foi implementado para combinação dos dados dos girômetros e dos demais sensores utilizando um modelo cinemático Simulações realizadas mostraram a eficácia do método e a sua ineficácia quando considerados erros de calibração dos sensores Um algoritmo de calibração e alinhamento desenvolvido pela equipe foi integrado ao método e os resultados simulados apresentaram resultados satisfatórios, tendo como fator crítico o ruído de medidaDissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Tecnologia e Urbanismo, Programa de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaAbstract: In this work a portable low cost attitude determination system suited to applications in human-machine interfaces was developed The systems uses triads of low grade accelerometers, magnetometers and gyroscopes focused on the Consumer Electronics market The system was designed with a wireless communication interface and battery operation, allowing full movement freedom Distinct methods of attitude determination were analyzed and tested, being QUEST and TRIAD implemented An Extended Kalman Filter was implemented to combine data from gyros and from the other sensors using a kinematic model Simulations showed the effectiveness of the method and also its inefficiency when sensors calibration errors are considered A self-calibration and alignment algorithm developed by the team was integrated to the method and the simulated results showed satisfactory results, being a critical factor the measurement noiseporSistemas de navegação inercialSistemas eletrônicosInertial navigation systemsElectronic systemsMetodologia de desenvolvimento de um determinador de atitude portátil de baixo custo para interfaces homem-máquinainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMestradoEngenharia ElétricaCentro de Tecnologia e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica-1-1reponame:Repositório Institucional da UELinstname:Universidade Estadual de Londrina (UEL)instacron:UELinfo:eu-repo/semantics/openAccess140556vtls000169754SIMvtls000169754http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls00016975464.00SIMhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls0001697541962.pdf123456789/20802 - Mestrado - Engenharia ElétricaORIGINAL1962.pdfapplication/pdf2091687https://repositorio.uel.br/bitstreams/a7da9fa0-c326-4b0c-ba79-41d947a68784/download20f7ab72b7b231004e9bc21234d62e4cMD51LICENCElicence.txttext/plain263https://repositorio.uel.br/bitstreams/2d13d45e-b4ad-4195-b559-ddeb3f5875e2/download753f376dfdbc064b559839be95ac5523MD52THUMBNAIL1962.pdf.jpg1962.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3683https://repositorio.uel.br/bitstreams/6cd2ce3a-dd2e-4961-974c-2572f3e1ece7/download8b5d8ff90802e5f0afd03c4e9c0d60d9MD53123456789/122022024-07-12 01:19:35.379open.accessoai:repositorio.uel.br:123456789/12202https://repositorio.uel.brBiblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bibliotecadigital.uel.br/PUBhttp://www.bibliotecadigital.uel.br/OAI/oai2.phpbcuel@uel.br||opendoar:2024-07-12T04:19:35Repositório Institucional da UEL - Universidade Estadual de Londrina (UEL)false |
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Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um determinador de atitude portátil de baixo custo voltado a aplicações em interfaces homem-máquina O sistema utilizou tríades de acelerômetros, magnetômetros e girômetros de baixo desempenho voltados ao mercado de Eletrônicos de Consumo O sistema foi projetado com uma interface de comunicação sem fio e alimentação por bateria permitindo liberdade total de movimento Diferentes métodos para determinação de atitude foram analisados e testados, sendo implementados os algoritmos QUEST e TRIAD O Filtro de Kalman Estendido foi implementado para combinação dos dados dos girômetros e dos demais sensores utilizando um modelo cinemático Simulações realizadas mostraram a eficácia do método e a sua ineficácia quando considerados erros de calibração dos sensores Um algoritmo de calibração e alinhamento desenvolvido pela equipe foi integrado ao método e os resultados simulados apresentaram resultados satisfatórios, tendo como fator crítico o ruído de medida |
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