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dc.creatorMedeiros, Rodrigo Alves-
dc.contributor.advisor1Garibotti, Rafael Fraga-
dc.contributor.advisor-co1Pimentel, Guilherme Araujo-
dc.date.accessioned2020-11-06T13:34:09Z-
dc.date.issued2020-03-31-
dc.identifier.urihttp://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9335-
dc.description.resumoEste trabalho propõe a implementação de um Filtro de Kalman Estendido para estimar a orientação e posição de um corpo rígido de seis graus de liberdade (6–DOF) embarcado em um FPGA utilizando um processador comercial. A abordagem utilizada para parametrizar a dinâmica do corpo rígido foi por Quaternions, que por possuírem função particular para rotações tridimensionais, fornecem uma alternativa aos tradicionais Ângulos de Euler, reduzindo o esforço computacional envolvido, bem como o problema de Gimbal Lock, que ocorre quando há singularidades nas matrizes de rotações. Para validação do estimador foi utilizado uma Plataforma Stewart, equipada com um acelerômetro, um giroscópio e uma câmera. Embora este trabalho considere o uso de sensores comuns de baixo custo e o uso de marcadores com simples geometria, os resultados mostram excelente desempenho do filtro desenvolvido, podendo estimar a posição e orientação com um erro abaixo de 8,14 mm e 0,63o, respectivamente. Além disso, a eficácia da abordagem também foi avaliada, mostrando que o filtro é capaz de convergir rapidamente quando os marcadores são recuperados após uma perda de dados da câmera por um curto período de tempo.por
dc.description.abstractThis work proposes the implementation of an Extended Kalman Filter to estimate the orientation and position of a six degrees of freedom (6–DOF) rigid body embedded in an FPGA with a commercial processor. The approach used to parameterize the dynamics of the rigid body was by Quaternions, which, because they have a particular function for three dimensional rotations, provide an alternative to traditional Euler angles, reducing the computational effort involved, as well as the Gimbal Lock problem, that occurs when there are singularities in the rotation matrices. To validate the estimator, a Stewart Platform was used, equipped with an accelerometer, a gyroscope and a camera. Although this work considers the use of common low-cost sensors and the use of markers with simple geometry, the results show excellent performance of the developed filter, being able to estimate the position and orientation with an error below 8.14 mm and 0.63o, respectively. Furthermore, the effectiveness of the approach has also been evaluated, showing that the filter is able to converge quickly when the markers are retrieved after a loss of camera data for a short period of time.eng
dc.description.provenanceSubmitted by PPG Engenharia Elétrica ([email protected]) on 2020-08-19T20:15:08Z No. of bitstreams: 1 RODRIGO ALVES MEDEIROS_DIS.pdf: 2193893 bytes, checksum: 9504b91f200fb600dbda285b60485114 (MD5)eng
dc.description.provenanceApproved for entry into archive by Sheila Dias ([email protected]) on 2020-11-06T13:22:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RODRIGO ALVES MEDEIROS_DIS.pdf: 2193893 bytes, checksum: 9504b91f200fb600dbda285b60485114 (MD5)eng
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2020-11-06T13:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGO ALVES MEDEIROS_DIS.pdf: 2193893 bytes, checksum: 9504b91f200fb600dbda285b60485114 (MD5) Previous issue date: 2020-03-31eng
dc.formatapplication/pdf*
dc.thumbnail.urlhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/179340/RODRIGO%20ALVES%20MEDEIROS_DIS.pdf.jpg*
dc.languageporpor
dc.publisherPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sulpor
dc.publisher.departmentEscola Politécnicapor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsPUCRSpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétricapor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectFiltro de Kalman Estendidopor
dc.subjectSistemas Embarcadospor
dc.subjectGround Reaction Forcespor
dc.subjectFPGApor
dc.subjectPlataforma Stewartpor
dc.subjectUnidade de Medidas Inerciaispor
dc.subjectCâmerapor
dc.subjectExtended Kalman Filtereng
dc.subjectEmbedded Systemseng
dc.subjectStewart Platformeng
dc.subjectInertial Measurement Uniteng
dc.subjectCamerapor
dc.subject.cnpqENGENHARIASpor
dc.titleFiltro de kalman estendido baseado em quaternions para estimação de um sistema de 6–dof embarcadopor
dc.typeDissertaçãopor
dc.restricao.situacaoTrabalho não apresenta restrição para publicaçãopor
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

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