Aplicação de sensor inercial de baixo custo em sistemas robóticos autônomos: captura de atitude e movimento de um robô móvel com o sensor MPU-6050 em Raspberry PI

Abstract

O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema, o mais simples poss´ıvel, para captura de atitude e movimento para sistemas rob´oticos autˆonomos empregando um sensor inercial de baixo custo. Empregamos a abordagem matem´atica mais simples dispon´ıvel na literatura para desenvolver duas pe¸cas de software capazes de implementar as equa¸c˜oes. Desenvolvemos um driver e uma aplica¸c˜ao de demonstra¸c˜ao que, respectivamente, controlam o sensor MPU6050 e implementam as equa¸c˜oes cinem´aticas de Euler para capturar atitude e posi¸c˜ao. Realizamos testes de bancada para a obten¸c˜ao de dados que revelem a utilidade e adequa¸c˜ao dos m´etodos e materiais empregados para a finalidade proposta. Ao final, discutimos os resultados obtidos e as limita¸c˜oes do materiais e m´etodos, indicando abordagens diversas que podem oferecer resultados melhores.

This work main objectives were to develop the simplest possible attitude and motion capture system for autonomous robot systems using a low-cost inertial measuring unit. The most straightforward mathematical approach available in the literature were employed to develop two pieces of software that implements the equations. We developed one driver and one application that control the MPU6050 sensors and implements Euler’s equations of motion, respectively, for attitude and motion capture. Benchmark tests were run to show the usefulness and suitability of the materials and methods for the aforementioned purposes. In the end, results showing the limitations of the means employed were discussed, with mention to alternative approaches which could offer better results.