Técnica de estimación de estado para vehículos robóticos planetarios

Resumen

Dados los largos tiempos de recorrido y las severas limitaciones medioambientales en un planeta como Marte, ahora la única opción factible  es observar y explorar el planeta a través de vehículos planetarios más sofisticados. Para lograr los objetivos de misiones cada vez más ambiciosas bajo tales condiciones extremas, los vehículos deben tener autonomía. Una mayor autonomía, obviamente, depende de la calidad de estimaciones del estado del vehículo, por ejemplo, su posición y su orientación relativa a un punto de referencia inicial. Esta investigación presenta un método de estimación de estado basado en el Filtro Extendido Kalman (EKF) para combinar la distancia de la odometría y la orientación dada por Unidad de Medida Inercial (IMU), y atenuando así los errores generados por el uso individual de cualquier de estos sistemas. Para simular un método basado en sensores solares para correcciones absolutas, se usó un compás magnético para dar datos absolutos de las actualizaciones de dirección. La técnica fue implementada en MotherBot, un vehículo especialmente diseñado con dirección deslizante. Los resultados experimentales validaron la aplicación de la estrategia de estimación propuesta. Se mostró un rango de error dentro del 3% de la distancia recorrida en comparación con un error aproximado  del 8% obtenido de la combinación directa.