Mejora del rendimiento del sistema de navegación inercial mediante el uso de un magnetómetro con restricciones dinámicas del vehículo

Se propone un algoritmo de navegación para aumentar el rendimiento de la navegación inercial de un vehículo terrestre utilizando mediciones magnéticas y restricciones dinámicas. Las soluciones de navegación se estiman a partir de medidas inerciales como la aceleración y la velocidad angular. Para mejorar el rendimiento de la navegación inercial, se utiliza un magnetómetro de tres ejes para proporcionar el ángulo de rumbo, y se introducen restricciones no holonómicas (NHCs) para aumentar la correlación entre la velocidad y la ecuación de actitud. Las NHC proporcionan una retroalimentación de velocidad a la actitud, lo que hace que la solución de navegación sea más robusta. Además, se aplica una estimación de balanceo y cabeceo basada en la aceleración para reducir la deriva cuando la aceleración se encuentra dentro de ciertos límites. El magnetómetro y los NHC se combinan con un filtro de Kalman ampliado. Se llevó a cabo una prueba experimental para verificar el método propuesto, y un análisis exhaustivo del rendimiento en términos de posición, velocidad y actitud mostró que el rendimiento de la navegación podría mejorarse mediante el uso del magnetómetro y NHCs. Además, el método propuesto podría mejorar el rendimiento de la estimación de la posición, velocidad y actitud sin ningún hardware adicional, excepto un sensor inercial y un magnetómetro. Por lo tanto, este método sería eficaz para vehículos terrestres, navegación en interiores, robots móviles, navegación de vehículos en cañones urbanos o navegación en cualquier entorno sin sistema global de navegación por satélite.

Autores: Daehee, Won; Jongsun, Ahn; Sangkyung, Sung; Moonbeom, Heo; Sung-Hyuck, Im; Young Jae, Lee