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Fusão de sensores
A fusão de sensores é o processo de combinar medições de vários sensores heterogêneos para estimar o estado de um sistema com maior precisão, confiabilidade e robustez do que qualquer sensor individual poderia oferecer. Na navegação inercial, a fusão de sensores integra dados de IMUs, GNSS , magnetômetros, odômetros, DVLs, câmeras, LiDAR e outros sensores auxiliares para estimar continuamente a posição, a velocidade e a atitude.
Cada sensor apresenta pontos fortes e limitações distintos. Giroscópios e acelerômetros MEMS fornecem medições de movimento de alta frequência com excelente estabilidade a curto prazo, mas acumulam viés e desvio ao longo do tempo por meio da navegação por estimativa. Por outro lado, GNSS posição e velocidade absolutas sem desvio a longo prazo, mas sofre com bloqueio de sinal, multipath, interferência e taxas de atualização limitadas. A fusão de sensores aproveita essas características complementares para produzir uma solução que permanece precisa em condições dinâmicas e adversas.
Os algoritmos modernos de fusão de sensores baseiam-se principalmente em técnicas de estimativa bayesiana. O Filtro de Kalman Estendido (EKF) é o padrão da indústria para sistemas de navegação não lineares. O EKF propaga a solução inercial utilizando IMU de alta taxa IMU . Ele corrige continuamente os erros acumulados por meio de observações externas. Essa abordagem mantém uma navegação precisa e estável ao longo do tempo. Outros implementam otimização de grafos de fatores, filtros de partículas ou algoritmos de suavização. A escolha do algoritmo depende dos requisitos da aplicação, dos recursos computacionais e da complexidade do sistema.
INS de alto desempenho integramINS os dados inerciais com as medições de sensores externos. Eles fazem a transição de forma contínua entre GNSS e a operaçãoGNSS. O filtro de navegação estima o estado da plataforma em tempo real. Ele também estima os vieses dos sensores, fatores de escala e outras fontes de erro estocástico. Essas correções melhoram significativamente a precisão a longo prazo, a estabilidade e a integridade do sistema.
A fusão de sensores oferece suporte a aplicações nos setores aeroespacial, de defesa, marítimo, de topografia, robótica e automotivo. Ao combinar medições complementares de sensores, ela melhora a precisão e a robustez. Além disso, aprimora a percepção situacional em ambientes desafiadores. Como resultado, os sistemas mantêm um posicionamento confiável quando sensores individuais não conseguem, por si só, atender aos requisitos de desempenho.
