Filtro de Kalman lineal variable basado en cuaternas para unidad de medida inercial, con aplicación en dinámica de vehículos

Resumen

El seguimiento preciso en tiempo real de un sólido rígido tiene muchas aplicaciones en distintos ámbitos industriales; se podrían señalar entre ellos robótica, ingeniería aeroespacial, realidad virtual y otros. Una industria de especial relieve que impulsa la investigación en este campo es la industria del automóvil. Resolver el posicionamiento de un sistema mecánico complejo como un vehículo automóvil de forma exacta y precisa, bien sea en su simulación, bien sea a partir de datos medidos experimentalmente, considerado como uno de los pasos que permiten resolver la cinemática y la dinámica del sistema, es un amplio campo de estudio para nuevos métodos y formulaciones dentro de las técnicas de simulación de sistemas multicuerpo; se puede así llegar a la caracterización de la pérdida de estabilidad. Además de lo anterior, la simulación de automóviles se extiende a otros campos de gran actualidad como son el control y todas sus aplicaciones de seguridad activa y pasiva, la necesidad de que se desarrolle en tiempo real o por debajo de él, la inclusión de dispositivos de medida que sean independientes de las condiciones de contorno; todo este conjunto ha servido como motivación para el presente trabajo. En el Laboratorio de Dinámica de Vehículos de la Universidad de La Coruña se ha trabajado en el desarrollo de una metodología para la caracterización del posicionamiento de un vehículo utilizando la teoría de filtrado de Kalman para el diseño del mismo. En aplicaciones orientadas a la simulación en tiempo real, no es frecuente la notación de las ecuaciones de la dinámica en cuaternas. Proponer esta formulación para simulación en tiempo real ha sido otro de los motivos de este trabajo.