Análise de sensores de velocidade das rodas na estimativa da taxa angular de direção para sistemas de navegação inercial (INS).

A aplicação de sensores de velocidade de roda em sistemas de navegação inercial (INS) se reflete principalmente na fusão de múltiplos sensores e na correção de erros, desempenhando um papel especialmente importante na navegação veicular. Os sistemas de navegação inercial (INS) dependem principalmente de giroscópios e acelerômetros para calcular posição, velocidade e atitude por meio da integração, mas apresentam o problema do acúmulo de erros. Como sensores incrementais de baixo custo e alta frequência, os sensores de velocidade de roda podem atenuar eficazmente o problema da divergência de erros na navegação inercial.

Atualmente, em sistemas de fusão de informações multissensoriais para navegação integrada, o papel dos sensores de velocidade das rodas se reflete principalmente na correção de velocidade e no posicionamento assistido por quilometragem. O sensor de velocidade da roda fornece a velocidade longitudinal em tempo real, compara-a com o resultado da integração da aceleração do INS (Sistema de Navegação Inercial) e funde os dados por meio de filtragem de Kalman (EKF/UKF) para suprimir a deriva de velocidade do INS. Em ambientes sem GPS (túneis, garagens subterrâneas), o sensor de velocidade da roda fornece informações de quilometragem para auxiliar o INS no cálculo da posição relativa do veículo, reduzindo o acúmulo de erros de posicionamento. Este artigo calcula indiretamente a taxa de variação do ângulo de direção analisando a diferença de velocidade da roda medida pelo sensor de velocidade, fornecendo uma correção auxiliar para a navegação de direção do veículo.

Os sensores de velocidade das rodas calculam indiretamente a taxa de variação do ângulo de direção (ou seja, a velocidade angular) medindo a diferença de velocidade entre as rodas esquerda e direita (diferença de velocidade entre as rodas), e seu princípio fundamental baseia-se no modelo cinemático do veículo.

Sua vantagem reside no forte desempenho em tempo real e na ausência de erro cumulativo, mas é limitado por deslizamento, alterações nos parâmetros dos pneus, etc. Em sistemas práticos, a fusão de múltiplos sensores (como INS, GPS) é necessária para melhorar a robustez.