Relative Acoustic Localization with USBL (Ultra-Short Baseline)
Paula A. Graça · Open Repository of the University of Porto (University of Porto) · 2020
Dispositivos robóticos programáveis como Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) são excelentes meios para exploração subaquática, já que são capazes de executar missões de longa duração com variadas possibilidades de aplicação e objetivos.Neste sentido, o conceito de usar AUVs como "mulas" transportadoras de dados surgiu como forma de antecipar o acesso aos dados recolhidos por AUVs durante missões autónomas de longa duração.A presente dissertação foca-se no estudo de mecanismos que conduzam à melhoria da flexibilidade e da precisão de um sistema USBL experimental para uso num AUV de pequeno porte e destinado a operar em curto e longo alcance.Primeiro, é descrito o design da arquitetura de um modulo capaz de melhorar a precisão da medida dos tempos de chegada de sinais enviados por uma fonte acústica.De seguida, é conduzido um estudo sobre possíveis métodos de avaliação do desempenho de uma configuração de sensores, já que consiste num fator crucial na precisão de estimação.Por último, o método de seleção adaptativa de configurações é apresentado, o qual serve como ferramenta que reconfigura o conjunto de hidrophones ativos, a partir de um grupo discreto em posições fixas conhecidas, dependendo da localização estimada do transmissor.Este método pretende alcançar uma maior precisão na localização e retificar problemas que surgem em sistemas USBL clássicos.Após a implementação, todos os mecanismos desenvolvidos foram sujeitos a testes detalhados em simulação que validam o seu funcionamento e demonstram resultados promissores em condições controladas.Adicionalmente, foram realizados ensaios preliminares em ambiente laboratorial mas os testes de campo ficaram muito aquém do desejável devido às limitações causadas pelo estado atual de pandemia.