Actitud y orientación en tiempo real mediante un sistema "Atitude Heading reference system"

Abstract

[ES] El siguiente documento corresponde con el trabajo final grado imprescindible para la obtención del título de Graduado en Ingeniería Aeroespacial impartido en la Universidad Politécnica de Valencia ( UPV ), a mano de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño ( ETSID ). Este trabajo final de grado tiene como objetivo el montaje, previo estudio y diseño, de una unidad de medida inercial, abreviada como IMU, incorporando además una compensación por la distorsión magnética del campo terrestre. De este modo realizamos una unidad MARG o AHRS, también conocidas como magnetic, angular rate and gravity o attitude and heading reference system respectivamente. Para la realización de dicha unidad se emplearan un acelerómetro, que mide aceleraciones, un giroscopio, que mide velocidades angulares, y un magnetómetro, que es sensible al campo magnético que le rodea. Para la selección de los componentes específicos se optó por dispositivos de bajo coste de modo que el coste total por unidad final sea bastante económico. Por otro lado esta decisión condicionará los resultados obtenidos con ciertas limitaciones. La lectura y cálculos de los datos proporcionados por los sensores descritos de la unidad MARG se realizará empleando un microcontrolador PIC, el cual a su vez mandará los ángulos de Euler con la orientación y actitud de la unidad a un ordenador. Para el cálculo de los ángulos de Euler finales se deberán fusionar los valores arrojados por cada sensores mediante el filtro apropiado. La comunicación entre los sensores y el microcontrolador encargado del procesamiento se realizará empleando el protocolo I2C y será comandado por el microcontrolador. Por otro lado, la comunicación ordenador – microcontrolador se llevará a cabo mediante el módulo de comunicación en serie USART, utilizando el protocolo RS232. El trabajo de este proyecto permite conocer en todo momento, a través de una conexión por un puerto serie, de los ángulos de Euler, alabeo, cabeceo y guiñada, en tiempo real.