Desenvolvimento de um Veículo Aéreo Não-Tripulado - LARA ...

Vale lembrar que na teoria o GPS não segue esse tipo de modelo. Porém, quando as medidas
são transformadas para um sistema de coordenadas local (Sistema N), as medidas se tornam quase
independentes, e esse modelo se aproxima muito bem dos dados obtidos nos experimentos [21,61].
Deve-se ressaltar que os dados fornecidos pelos rádios não são um sensor propriamente dito, mas
essa formulação permite que os dados sejam normalizados para que a compreensão da ação de
controle seja mais fácil de ser visualizada.
Esses sensores são de fácil caracterização, pois os valores de sf z e b z podem ser determinados
com poucas medidas. O valor de σ 2 também pode ser determinado coletando uma sequência de
dados com uma entrada fixa. É importante notar que sf z , b z e σ 2 podem variar com parâmetros
como a temperatura, o que pode levar a um modelo que leva em consideração a temperatura como
entrada. Nesse trabalho, assume-se que a variação em função da temperatura na faixa de operação
é muito pequena, e logo, os valores das constantes de calibração são fixas.
5.2.2 Magnetômetro
O magnetômetro é o sensor responsável por medir, idealmente, o valor do campo magnético
da terra para determinar a atitude da aeronave no espaço. Infelizmente, esse sensor está sujeito
não só aos fatores de escala e viés como nos sensores lineares.
A principal fonte de erro em um magnetômetro são campos magnéticos diferentes do campo
magnético terrestre atuando sobre o sensor. Esses campos podem ser gerados por imãs permanentes
presentes na aeronave (fácil de ser corrigido - fixo no tempo), ou por correntes circulando
por cabos próximos ao sensor. Nesse segundo caso, a forma mais fácil de se evitar esse tipo de
erro é geométrica - ou seja, posicionar o sensor longe desse tipo de interferência.
Outra fonte de erro são os metais presentes na aeronave, que distorcem o campo de forma não
linear de acordo com a orientação. O fato dos sensores serem fabricados de forma desalinhada
também não auxilia muito no modelo.
Dessa forma, como descrito em [62], chega-se ao seguinte modelo:
¯m = C m C sf C si (m + δm) (5.4)
Onde C m é a matriz de alinhamento e ortogonalidade, que visa corrigir falhas de fabricação e
alinhamento entre os eixos, C sf é uma matriz diagonal com os fatores de escala dos 3 eixos do
magnetômetro, C si é o matriz de erros de metais na estrutura (soft iron errors), e δm representa
o viés causado por metais magnetizados e imãs (hard iron errors). O ¯m representa o campo magnético
medido pelo magnetômetro, enquanto que m representa o valor real do campo magnético.
A matriz C si e δm são extremamente sensíveis a geometria de montagem do magnetômetro e da
aeronave, o que reforça a necessidade de fixação de todos os componentes.
É importante ressaltar que, uma vez obtido m, ele ainda pode estar sujeito ao modelo descrito
na Equação 5.1 para receber algum sentido físico, ou seja, para converter as medidas digitais em
medidas físicas.
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