Localization of a robot in indoor environment using a mobile device based on android operating system for inertial navigation

Orientador: Paulo Roberto Gardel KurkaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia MecânicaResumo: A navegação autônoma de robôs tem sido alvo de pesquisa. Um dos problemas a ser resolvido em navegação é a localização de um robô móvel enquanto este se locomove, ou seja, estimar o deslocamento e orientação para calcular a trajetória realizada. Um sistema de navegação inercial é um método de realizar a localização do robô utilizando sensores inerciais (acelerômetro, giroscópio e magnetômetro). Este trabalho apresenta a utilização de um dispositivo móvel baseado no sistema operacional Android, como UMI (Unidade de Medida Inercial), para um desenvolvimento de um sistema de navegação inercial de um robô terrestre. Para o calculo de orientação, foi aplicado o filtro complementar para melhorar o desempenho da estimação de orientação calculada pelo acelerômetro/magnetômetro combinado com o giroscópio. Para estimação de deslocamento, aplicou-se integral dupla nos dados de aceleração e propõe-se uma metodologia de movimento modulado para minimizar os erros de posição e desvios no sinal de velocidade devido ao processo de integração numérica e erros de devido a componente de corrente continua do acelerômetroAbstract: The autonomous navigation of mobile robots have been the subject of many research. One of the problems to be solved in navigation, is the localization of a mobile robot as it moves around, in other words, to estimate the displacement and orientation to calculate the trajectory performed. An inertial navigation system is a method of performing the localization of the robot using inertial sensors (accelerometer, gyroscope and magnetometer). This work presents the use of a mobile device based on the Android platform, as IMU (Inertial Measurement Unit), for the development of an inertial navigation system of a robot. For guidance calculation, the complementary filter has been applied to improve the performance of guidance computed by accelerometer / magnetometer combined with the gyro. For displacement estimation, a double integral in the acceleration data was applied. Furthermore, a motion modulated methodology is proposed to minimize position errors and velocity drift due to numerical integration process and accelerometer offset errorsMestradoMecanica dos Sólidos e Projeto MecanicoMestre em Engenharia Mecânic