Implementação de um Sistema de Navegação INS/GPS, Aplicado a Agricultura de Precisão

Abstract

A Arvus Tecnologia é uma empresa cujos ramos de atuação são a agricultura e silvicultura de precisão, produzindo equipamentos e software para atender esse mercado. Dentre os projetos, um que está sendo desenvolvido é o Piloto Automático que deve ser capaz de guiar máquinas agrícolas de forma precisa e segura. Esse Piloto utiliza dos dados de um GPS para saber a sua localização no espaço, recebendo os dados numa taxa de 10 Hz. A aquisição dos dados referentes à posição da máquina agrícola numa taxa maior acarretaria numa melhora no sistema de controle, contudo GPS de melhor qualidade são bastante caros. Este projeto de PFC teve por objetivo atacar esse problema, aumentar a taxa de amostragem sem perda da qualidade e com custos menores em relação as opções existentes no mercado. Então, foi proposto um método de fusão de dados baseado no filtro de Kalman, para utilizar tanto as medições do GPS como também fazer uso das medições de acelerômetros e giroscópios. Os resultados obtidos foram um aumento da taxa de amostragem para 100 Hz, com melhor desempenho do que o GPS sozinho. O sistema produz esses resultados ainda de forma off-line por meio da ferramenta Matlab.

Arvus Tecnologia is a company that produces devices and software in order to meet the market demand of precision agriculture in Brazil, and South America. A project which is currently being developed is an autopilot that should be able to guide farm vehicles accurately. This autopilot requires data from GPS a to get information about his position and velocity, and the currently used GPS does it with an output rate of 10 Hz. The higher the output rate, the better would be for the autopilot, although the GPS price increases as well. This project aims to solve this problem so that it would be available a higher output rate, with equivalent quality and low in cost. So, it was proposed a data fusion algorithm based on Kalman the Filter to combine the data with the GPS accelerometers and gyroscopes data. The achieved results were an increase of the data rate output to 100 Hz, with better results that the GPS alone. The system still operates offline using the Matlab programming environment.