Algoritmo de Calibração de Magnetômetros Triaxiais Utilizando Ajuste de Quádrica por Distância Algébrica

Nome: Sérgio Silva Mucciaccia
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 22/08/2017
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Anselmo Frizera Neto Orientador
Evandro Ottoni Teatini Salles Co-orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Anselmo Frizera Neto Orientador
Evandro Ottoni Teatini Salles Coorientador
Patrick Marques Ciarelli Examinador Interno
Samuel Lourenço Nogueira Examinador Externo

Resumo: As medidas obtidas de sensores de campo magnético são sensíveis a perturbações e erros, sendo necessário um método de calibração que pode melhorar consideravelmente sua precisão. O ajuste de elipsoides é um dos métodos mais utilizados para calibração de magnetômetros, porém a maioria dos algoritmos utiliza métodos iterativos, causando
problemas de tempo de execução e convergência. Como alternativa, propõe-se um algoritmo direto de cálculo dos parâmetros de calibração utilizando o método dos mínimos quadrados com a métrica de distância algébrica. O presente trabalho apresenta um algoritmo de calibração de magnetômetros e a sua utilização em um sistema de calibração e fusão de dados de magnetômetros, acelerômetros
e giroscópios baseado em um filtro de Kalman formando um sensor inercial capaz de obter sua orientação no espaço. As simulações computacionais e testes com dados reais mostram que o algoritmo de calibração elimina quase a totalidade dos erros lineares, enquanto executa muito mais rápido que os algoritmos tradicionais encontrados na literatura. As medições de um magnetômetro calibrado com o algoritmo proposto são utilizadas em conjunto com medições provenientes de acelerômetros e giroscópios para formar uma unidade de medição inercial (IMU) usando um filtro de Kalman simples. O sistema completo funcionou como esperado e os resultados
dos testes indicam que o algoritmo de calibração de magnetômetros é adequado para utilização em uma IMU, sendo mais de dez vezes mais rápido que os algoritmos tradicionais e apresentando precisão similar.

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