Título: Navegação por GPS auxiliada por odometria para Robótica Móvel

Título alternativo: GPS-Aided Odometry Navigation for Mobile Robotics

Autoria de: Marcus Vinicius Oliveira Pacheco

Orientação de: Felipe Oliveira e Silva

Presidente da banca: Felipe Oliveira e Silva

Primeiro membro da banca: Arthur de Miranda Neto

Segundo membro da banca: Gustavo de Souza Carvalho

Palavras-chaves: Navegação, GPS, Visibilidade, Odometria, Robótica

Data da defesa: 01/08/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 02/08/2023

Data da publicação: 02/08/2023

Referência: Pacheco, M. V. O. Navegação por GPS auxiliada por odometria para Robótica Móvel. 2023. 18 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Controle e Automação Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: Atualmente, a navegação de veículos inteligentes é predominantemente dependente de Sistemas Globais de Navegação por Satélites (GNSS) baseados em posicionamento Cinemático em Tempo-Real (RTK), particularmente o Sistema de Posicionamento Global (GPS). Uma das aplicações da robótica móvel é a Agricultura de precisão (PA), que por exigir um posicionamento preciso, tal tecnologia se torna financeiramente inviável para pequenos e médios agricultores, que são a maioria no Brasil. Por outro lado, a odometria pode servir como uma tecnologia de navegação mais econômica (ou ainda complementar) ao GPS. Apesar de seu conhecido acúmulo de erros ao longo da distância percorrida, a odometria fornece soluções de posicionamento satisfatórias a curto prazo. Assim, o objetivo deste estudo é avaliar o desempenho de uma solução de navegação por odometria auxiliada por GPS de baixo custo, i.e., de Simples Frequência (SF), visando aumentar a precisão de posicionamento de Robôs Inteligentes. A principal contribuição desta pesquisa envolve a extensão de pesquisas anteriores sobre duas técnicas de integração comumente usadas em aplicações de fusão de sensores, ou seja, as topologias Fracamente Acopladas (LC) e Fortemente Acopladas (TC), no cenário específico de sinais GNSS eventualmente bloqueados, ou seja, quando a Visibilidade do Satélite (SV) é gradualmente prejudicada. São fornecidos resultados experimentais que destacam a superioridade da solução TC, mesmo quando apenas 2 satélites estão à vista.

Abstract: In modern times, the navigation of intelligent vehicles is predominantly reliant on Real Time Kinematics (RTK)-based Global Navigation Satellite Systems (GNSS), particularly the Global Positioning System (GPS). One of the applications of mobile robotics is Precision Agriculture (PA), which requires precise positioning, such technology becomes financially unfeasible for small and medium-sized farmers, who are the majority of farmers in Brazil. On the other hand, odometry can serve as a cost-effective alternative (or complementary navigation technology) to GPS. Despite its well-known error accumulation over the traveled distance, odometry provides satisfactory short-term positioning solutions. Thus, the objective of this study is to evaluate the performance of a low-cost Single-Frequency (SF) GPS-aided odometry navigation solution, aiming at enhancing positioning accuracy for Intelligent Robots. The primary contribution of this research involves extending previous research about two integration techniques commonly used in sensor fusion applications, namely the Loosely Coupled (LC) and Tightly Coupled (TC) topologies, in the specific scenario of GNSS signals becoming eventually blocked, i.e., when Satellite Visibility (SV) is gradually impaired. Experimental results are provided, which highlight the superiority of the TC solution, even when only 2 satellites are in view.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_de_controle_e_automacao/20231201810657

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G022 - ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Marcus Vinicius Oliveira Pacheco e Universidade Federal de Lavras

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