Aplicación de una red de sensores inalámbricos distribuidos de bajo coste para estrenar el posicionamiento de objetos en 3 dimensiones mediante el uso de señales de ultrasonidos

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dc.contributor.authorGil García, Ignacio
dc.contributor.authorGonzález Prieto (advisor), José Antonio
dc.contributor.authorGonzález Coma (advisor), José P.
dc.date.accessioned2021-09-17T11:31:30Z
dc.date.accessioned2023-07-07T08:23:56Z
dc.date.available2021-09-17T11:31:30Z
dc.date.available2023-07-07T08:23:56Z
dc.date.issued2021-04-30
dc.description.abstractEl desarrollo de sistemas de posicionamiento y la digitalización de experimentos constituyen una de las herramientas clave que permite el seguimiento en tiempo real, y además dota de la capacidad de realizar análisis de los datos que hayan sido almacenados. En particular, el posicionamiento de alta precisión mediante una red de sensores de ultrasonido permite evaluar, por ejemplo, el comportamiento de sistemas de navegación y posicionamiento inercial en maquetas de barcos a escala o el estudio de las deformaciones (en ciertos ensayos de materiales) realizados, ambos, en entornos de laboratorio mediante la aplicación un sistema de bajo coste. Con el objetivo de validar la posibilidad de esta propuesta, se planteó la posibilidad de crear un prototipo operativo basado en módulos de ultrasonido que, mediante técnicas de cálculo de tiempo de vuelo y posicionamiento en 3 dimensiones, permitiese calcular la distancia entre un emisor y un sensor receptor De esta forma el objetivo principal del TFG es la creación de una maqueta que permita realizar el análisis de las diferentes opciones, que permiten calcular el posicionamiento relativo de una serie de sensores distribuidos de bajo coste, y emplear esta información con múltiples receptores para estimar la posición y orientación en 3D de un objeto con respecto a unas bases emisoras de pulsos de ultrasonidos Es importante destacar que el proceso de cálculo de tiempo de vuelo requiere del uso de sincronización temporal, la cual, en este TFG, se ha realizado empleando señales de radiofrecuencia, que se encargan de informar del disparo de los pulsos de ultrasonido, empleando la diferencia de llegada entre ambas señales para poder calcular la distancia a la que se sitúa el emisor del pulso. Con el fin de poder transmitir la información procedente de los sensores, se realizó una emisión de estos en tiempo real por vía Wi-Fi empleando un servidor con soporte para el protocolo MQTT para la comunicación multipunto a punto., de forma que un programa en Python se encarga de recibir esta información y almacenarla para su procesado posterior. El primer paso del procesado de la información pasa por la reducción de los niveles de ruido presente, el cual se caracteriza por un ruido de lata frecuencia típico de los sensores, y la introducción de outliers en determinados instantes donde el receptor no llega a captar el pulso emitido. A continuación, se procede a generar un modelo de regresión que permita traducir el tiempo de vuelo calculado con respecto a la distancia real obtenida, para lo cual se realiza una serie de pruebas de toma de datos de calibración. Finalmente, se aplica un filtro de Kalman para obtener una estimación del ángulo de roll de un objeto apartide la información generada por dos receptores instalados sobre un objeto, y se comparan los resultados con los obtenidos mediante sensores inerciales (IMU).es_ES
dc.identifier.urihttp://calderon.cud.uvigo.es/handle/123456789/614
dc.language.isoeses_ES
dc.publisherCentro Universitario de la Defensa de Marínes_ES
dc.relation.ispartofseriesTrabajos de fin de grado 2020-21;61
dc.subjectRadiofrecuencia, Ultrasonidos, Posicionamiento3D, Sensores distribuidoses_ES
dc.titleAplicación de una red de sensores inalámbricos distribuidos de bajo coste para estrenar el posicionamiento de objetos en 3 dimensiones mediante el uso de señales de ultrasonidoses_ES
dc.typeWorking Paperes_ES
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