Localization of field robots using RTK-GNSS/INS systems

Abstract

When dealing with autonomous robots one of the most important tasks is to estimate an accurate and precise localization of the robot and his surroundings. The success of essential tasks as navigation and mapping depend on a good robot’s position knowledge. The Global Navigation Satellite System (GNSS) and the Inertial Navigation System (INS) are two navigation systems commonly used nowadays that can be used to determine the robot’s localization. Both systems have advantages and disadvantages, but they can complement each other when fused together in a GNSS/INS Navigation System. In this dissertation, it is going to explain the main problems when using this type of systems and how to reduce them. It is also explained and implemented a data fusion of both systems in order to achieve a higher precision. In the last chapter, the implemented fusion is tested, and compared with others GNSS receivers available in the market with different prices and characteristics.

Quando se utiliza robots autónomos umas das tarefas mais importantes é estimar a sua localização com exatidão e precisão, e ao mesmo tempo ter noção de tudo o que o rodeia. O sucesso de tarefas fundamentais como a navegação e mapeamento depende do bom conhecimento da posição do robot. O Sistema de Navegação por Satélite (GNSS-Global Navigation Satellite System) e o Sistema de Navegação Inercial (INS-Inertial Navigation System) são dois sistemas de navegação muito usados nos dias de hoje para ajudar a estimar a localização. Ambos os sistemas têm vantagens e desvantagens, mas quando combinados num sistema único de navegação GNSS/INS, permite-nos combinar as vantagens de ambos os sistemas. Nesta dissertação de Mestrado vão ser explicados os principais problemas presentes em cada um destes sistemas de navegação e como os podemos reduzir. É também explicado e implementado um metodo de fusão dos dois sistemas, de modo a obtermos uma solução com maior precisão. Por fim no último capítulo, o sistema implementado, é testado e comparado com diferentes receptores GNSS que se encontram à venda no mercado com preços e características bastante diferentes.