Integración de sistema Real-Time Kinematic con unidad de medición inercial dentro del software Aerostack

Martín Arias, Elena (2019). Integración de sistema Real-Time Kinematic con unidad de medición inercial dentro del software Aerostack. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Integración de sistema Real-Time Kinematic con unidad de medición inercial dentro del software Aerostack
Author/s:
  • Martín Arias, Elena
Contributor/s:
  • Campoy Cervera, Pascual
  • Bavle, Hriday
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: February 2019
Subjects:
Freetext Keywords: RTK, Aerostack, IMU, EKF, GPS
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este proyecto tiene como objetivo integrar en el software de Aerostack un sensor GPS de alta precisión, de tecnología Real-Time Kinematic (RTK), con el fin de ofrecer una nueva alternativa de posicionamiento de precisión en exteriores aplicable a UAVs (Unmanned Aerial Vehicles). Se enmarca dentro de la actividad del Grupo de Visión por Computador y Robótica Aérea (CVAR) de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales (ETSII) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). La tecnología RTK es una tecnología basada en el sistema GNSS (Global Navigation Satellite Systems). Al igual que el GPS estándar, emplea información emitida por los satélites para determinar la posición del receptor. Su capacidad de alcanzar mayor exactitud radica en el empleo de la fase portadora de la señal como base para el cálculo de distancias y en el uso de dos receptores. La inclusión de un segundo receptor permite eliminar numerosos errores asociados al entorno de operación. De forma simplificada, el funcionamiento es el siguiente: se sitúa un receptor (base) en un punto fijo cuya posición se conoce con exactitud, y se compara la posición deducida a partir de la información de los satélites con la posición esperada y conocida. Esta desviación se debe a diferentes errores asociados al entorno y que son comunes en una región cercana al receptor (en un radio aproximado de 20 km). Evaluando las diferencias entre las dos posiciones, es posible establecer las correcciones necesarias para convertir la posición observada en la real. Dichas correcciones son las que se transmiten desde la base al receptor móvil cuya posición a través del tiempo se desea conocer. Los errores que se eliminan por este procedimiento incluyen errores por efectos de la atmósfera sobre las señales transmitidas, y errores en los relojes de los satélites y en sus órbitas. Con esta técnica, se consigue obtener una exactitud del orden de centímetros, lo que supone una mejora considerable, teniendo en cuenta que la exactitud del GPS convencional es de aproximadamente 2 metros. El marco de Aerostack está basado en ROS (Robot Operating System) y por ello este proyecto se basa en un trabajo previamente realizado de desarrollo de un paquete de ROS para el sensor RTK. Uno de los objetivos secundarios de este proyecto es verificar el funcionamiento de dicho paquete, antes de emplearlo para integrar el sensor en Aerostack. Otros objetivos secundarios pero imprescindibles antes de realizar la integración incluyen: verificar la exactitud del RTK en distintos ambientes, comparándola con un GPS convencional, extraer conclusiones sobre las condiciones y tiempos esperables de operación en cada entorno, e identificar la información relevante aportada por el RTK, adaptándola a las necesidades del pilotaje de drones. Todos estos objetivos pretenden propiciar un entendimiento en profundidad del sensor, de cara a aplicaciones futuras, siendo no solo posible emplear el sensor desde Aerostack gracias a este proyecto sino también tener una referencia sobre la calidad y naturaleza de los resultados que se puedan esperar con su uso.

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Item ID: 54091
DC Identifier: http://oa.upm.es/54091/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:54091
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 25 Feb 2019 15:24
Last Modified: 25 Apr 2019 22:30
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