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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Simulador de Sistemas de Navegação para Veículos Autônomos Submarinos
Submission Author:
Daniele Silva , SP
Co-Authors:
Daniele Silva, Adriano Frutuoso, Luiz Felipe Souza, Ettore de Barros
Presenter: Adriano Frutuoso
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0334
Abstract
O uso de veículos autônomos submarinos tem crescido significativamente em diversos setores, que incluem a indústria de petróleo e gás, a área militar e a pesquisa científica do ambiente marinho. Por serem autônomos e não tripulados, os veículos autônomos submarinos podem ser empregados na inspeção de dutos de gás e petróleo, exploração de recursos marinhos, estudos oceanográficos, aquisição de dados científicos, entre outras aplicações. O desempenho e a duração da missão em campo de um veículo autônomo submarino são limitados pelas baterias ou combustíveis internos e pelos erros cumulativos do sistema de navegação, de modo que, a estimação precisa da localização do veículo se constitui um fator importante para a sua autonomia. A estimação da localização de um veículo autônomo submarino apresenta desafios, tais como: 1) a impossibilidade de se utilizar sistemas de posicionamento por satélite em ambiente subaquático, uma vez que, os sinais de satélite são atenuados pela água; 2) os erros cumulativos no tempo das unidades de medida inercial utilizadas no sistema de navegação; 3) a restrição para importação de unidades de medida inercial de alta qualidade devido ao potencial uso em aplicações militares. Visando o aprimoramento dos estudos da navegação de veículos autônomos submarinos e a melhoria do planejamento de missão em campo, neste trabalho é apresentada uma ferramenta gráfica de simulação de manobras típicas de veículos autônomos submarinos, desenvolvida pela equipe do Laboratório de Veículos Não Tripulados da Universidade de São Paulo. O simulador de manobras permite a visualização gráfica do comportamento das variáveis de navegação, como atitude, velocidade e posição do veículo. Bem como, permite a visualização gráfica das variáveis associadas ao estimador de estados, este último podendo ser um filtro de Kalman convencional ou adaptativo. Ademais, parâmetros determinísticos e estocásticos dos sensores de navegação do veículo, como a unidade de medida inercial, o sensor acústico de velocidade e o sensor de pressão, podem ser configurados no simulador, com a finalidade de avaliação dos efeitos dos erros de tais sensores na navegação do veículo.
Keywords
AUV, Simulator, Navigation system, Kalman Filter
