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https://hdl.handle.net/1822/48017
Título: | Aquisição e desmodulação da banda de correção GNSS para sistemas de condução autónoma |
Autor(es): | Silva, Carlos Filipe Brito da |
Orientador(es): | Rocha, Luís Alexandre Machado |
Palavras-chave: | Sistema de navegação autónoma Sistema gnss Serviço de correção gnss Processamento de sinal Autonomous navigation systems GNSS system GNSS correction services Signal processing |
Data: | 2016 |
Resumo(s): | Mais de 3400 pessoas morrem todos os dias nas estradas em todo o mundo e dezenas de
milhares de pessoas são feridas e incapacitadas todos os anos. Crianças, pedestres, ciclistas e pessoas
mais velhas são os elementos mais vulneráveis entre os utilizadores das estradas [1].
Um Sistema de Navegação Autónoma é uma solução num futuro próximo para alguns destes
problemas, procurando evitar ao máximo e autonomamente acidentes de viação para que os perjúrios
de navegação sejam reduzidos, e consequentemente que seja observado um aumento da segurança das
pessoas e do mundo.
Hoje em dia estão a ser feitos investimentos consideráveis neste tipo de sistemas e há até
empresas que já se encontram a trabalhar nesta temática, apresentando já alguns protótipos, como por
exemplo o veículo autónomo da marca TESLA™. É expectável que uma solução estável seja apresentada
nos próximos anos.
Este tipo de sistemas é bastante complexo, contudo a sua complexidade pode ser mais
facilmente desmistificada através de uma divisão do sistema “por blocos”. Um dos blocos é conhecido
como ECU – “Engine Control Unit” e é responsável pela aquisição de toda a informação dos outros
blocos constituintes do sistema e assim “conduzir” o carro através do controlo do motor, travões, ângulo
de viragem, etc. Um outro bloco destacável trata-se por “Traffic Awareness System”, e este é composto
por um LIDAR (Light Detection and Range), câmaras e radares para analisar a envolvente do veículo,
como carros, pedestres, sinais de trânsito, entre outros, e tem como função o desvio de obstáculos e
tem um peso importantíssimo na tomada de decisões do sistema, para que evite acidentes e cumpra
com o código da estrada. Por fim destaca-se o Sistema de Posicionamento, composto por um sistema
de navegação por satélite GNSS (Global Navigation Satellite System) e um sistema de navegação inercial
IMU (Inertial Measurement Unit) composto por sensores inerciais como acelerómetros e giroscópios, por
vezes são completados por magnetómetros e barómetros. A junção dos sistemas GNSS e IMU permite
a determinação da posição e cinemática do veículo com alta precisão.
O objetivo principal desta dissertação é o desenvolvimento de um sistema capaz de receber a
aquisição e desmodulação do sinal proveniente dos Serviços de correção GNSS. A banda de correção é
um sinal de satélite difundido por determinadas zonas (consoante o satélite) que contém informações
para melhorar e corrigir o pós-processamento da posição mediante o GNSS. O serviço de correção é
executado por um pequeno leque de empresas, que tem infraestrutura dedicada ao cálculo dos desvios dos sinais GNSS e das correções a aplicar em cada instante, pelo que calculam a informação de correção
e depois fazem comunicação da mesma, através de algumas técnicas, nomeadamente internet e satélite.
Este serviço é pago, pelo que para desencriptar a informação contida na banda de correção é necessária
a aplicação de uma chave de desencriptação para ter acesso total aos dados.
Para atingir este objetivo, foram feitas várias investigações sobre processamento de sinal e
utilização de SDRs (Software Defined Radios) e estas são apresentadas neste documento, assim como
testes sobre várias temáticas incluindo aquisição de sinais, modulação e desmodulação dos mesmos,
etc. Over 3400 people die on the world’s roads every day and tens of millions of people are injured or disabled every year. Children, pedestrians, cyclists and older people are among the most vulnerable of road users [1]. An Autonomous Navigation system is a near future solution for some of these problems, aiming to autonomously avoid road accidents in order to reduce traffic injuries. Nowadays there are some important investments in this kind of systems, and some companies are already working to build some of them in order to have some solutions in a few years. The complexity of these systems can be simplified dividing them in blocks. One of the blocks can be commonly known as an ECU - Engine Control Unit. This block is responsible to gather the information from the other blocks and autonomously "drive" the car by handling the engine, breaks, steering wheel, etc. Another block can be called the Traffic awareness system, characterized by a LIDAR (Light Detection and Ranging), cameras and radars to avoid obstacles, read traffic signs, etc. Last but not least another very important block is the Autonomous Localization system, composed by a GNSS (Global Navigation Satellite System) and Inertial Sensors like accelerometers and gyroscopes to determine car’s positions with high resolution. This dissertation’s main goal is to develop a system that is capable to perform acquisition and demodulation of GNSS Correction Services signal. GNSS Correction Band is a satellite widespread signal that contains information to improve and correct GNSS post-processing, improving also the precision of position and motion measurement. This Correction Service is performed by some specific Enterprises and it is a paid service, so in order to use it, it is needed a specific key to decrypt the data. In order to achieve this objective, some investigation about signal processing and SDR management was performed and it is explained in this document, along with some tests to prove the system’s feasibility. |
Tipo: | Dissertação de mestrado |
Descrição: | Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e Computadores |
URI: | https://hdl.handle.net/1822/48017 |
Acesso: | Acesso aberto |
Aparece nas coleções: | BUM - Dissertações de Mestrado DEI - Dissertações de mestrado |
Ficheiros deste registo:
Ficheiro | Descrição | Tamanho | Formato | |
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Carlos Filipe Brito da Silva.pdf | Dissertação de Mestrado | 3,81 MB | Adobe PDF | Ver/Abrir |