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

Porém, o resultado mais interessante foram as obtidos para o acelerômetro e magnetômetro,
utilizando o método de Newton-Raphson. Nesse caso, a aeronave foi levada para um local longe
de interferências eletromagnéticas, e movida de forma relativamente lenta para garantir que o
magnetômetro e acelerômetro medissem somente os campos magnéticos e gravitacionais, respectivamente.
O método estimou os 6 parâmetros em menos de 700 iterações, como mostrado pela
Figura 7.3. Vale notar que o ponto inicial é essencial para a convergência do algoritmo, pois o
algoritmo não convergiu para pontos de viés iniciais muito distantes do original (fator de escala
tende ao infinito).
7.3 Aquisição de Dados - Vôo Real
Outro resultado extremamente importante foi o desempenho do sistema de aquisição de dados,
que constitui de todo o conjunto de hardware e software embarcado. O funcionamento desse
sistema, junto com a capacidade de cálculo e atuação nas superfícies de controle da aeronave,
são os resultados mais significativos desse trabalho, pois validam o trabalho desenvolvido como
plataforma de pesquisa do LARA.
Os primeiros testes foram executados com a aeronave dentro de um carro, a fim de identificar
qualquer falha no hardware e para eliminar qualquer tipo de bug no software sem arriscar o
equipamento. Os testes no carro também permitiram estudar o desempenho dos estimadores,
além de aperfeiçoar os procedimentos para vôo.
Os primeiros testes foram muito bem sucedidos, o que permitiu a evolução para testes de
vôo visando a validação do sistema como um todo. Esses testes permitiram o teste não só da
integridade física dos dispositivos instalados na aeronave, mas também a qualidade do software,
e a identificação de pequenos problemas de balanceamento e integridade. Esse primeiro teste
também marcou o início da base de dados de vôos do LARA, visando a coleta de dados sensoriais
em situações reais para teste e avaliação de estimadores.
O teste validou o sistema de comutação de emergência e autonomia da aeronave. Todos os
testes foram executados com taxa de amostragem de 50 Hz. O sistema pronto para vôo está na
Figura 7.4.
Os dados obtidos pelos sensores estão nas Figuras 7.5, 7.6, 7.7, 7.8, 7.9, 7.10 e 7.11.
Alguns desses dados merecem ser comentados. Primeiramente, deve-se notar a variância e
ruídos dos sensores inerciais e magnéticos (Figuras 7.5, 7.6, 7.7), o que ilustra a real necessidade
de um bom estimador de estados para extração de informação de atitude. Essa grande quantidade
de ruído deve ser associada não só aos sensores em si, mas a dinâmica da aeronave e a forma de
montagem - ambos problemas típicos associados a sistemas reais. Outro fator a ser notado são os
picos das Figuras 7.5 e 7.6 - no caso do acelerômetro, esse valor chega a -50 m/s 2 durante uma
manobra brusca.
A qualidade das medidas GPS (Figura 7.8) também supreenderam - tanto a posição como a
velocidade mostram variâncias extremamente baixas, com um grau de precisão compatível com as
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