Fusão sensorial para caracterização de ciclos de condução de automóveis

Abstract

Esta dissertação pretende desenvolver um sistema de aquisição e processamento de dados que permita a análise dos ciclos de condução dos automóveis. Através da realização de ciclos de condução é possível avaliar as emissões de poluentes e consumo de combustível no automóvel. Para se conseguir essas análises é necessário um conjunto de dados como, por exemplo, a velocidade, altitude e direção do movimento. Desenvolveu-se uma placa de aquisição capaz de recolher esses dados e guardá-las para análise. Os dados são provenientes do sensor GPS, acelerómetro, giroscópio, bússola e da porta de diagnóstico do veículo. A placa de aquisição é controlada recorrendo a um microcontrolador. Como sistema de comando da placa de aquisição e meio de visualização e extração de dados desenvolveu-se uma aplicação para smartphones Android. Essa aplicação conecta-se via Bluetooth à placa de aquisição sendo possível visualizar dados em bruto dos sensores e dados filtrados. Alguns dos dados são obtidos por mais que um sensor ou então são possíveis de ser calculados por mais de uma forma. A esses dados é aplicado um filtro de Kalman que funde as respetivas variáveis num único resultado cujo o valor tende a ser mais estável. Por fim, é gravado na memória do telemóvel um ficheiro de dados que reúne todas as variáveis envolvidas no sistema de aquisição. Com esse ficheiro consegue-se analisar com maior detalhe os dados obtidos do ciclo de condução.

The goal of this thesis is to develop an acquisition and data processing system that allows to perform the analysis of vehicle’s driving cycles. Through a driving cycle is possible to evaluate pollutant emissions and fuel consumption. In order to achieve these analysis, a set of metrics are required, such as velocity, altitude and direction of movement. Therefore, an acquisition board was developed to collect these metrics and store them. The data comes from a GPS sensor, accelerometer, gyroscope, compass and On Board Diagnostics port of the vehicle. The acquisition board is controlled using an microcontroller. To serve as the acquisition board control system and as a data display and extraction, an application has been developed for Android smartphones. This application connects to the acquisition board via Bluetooth, allowing to display raw data provided by the sensors and computed/filtered data. Some of the data are obtained by more than one sensor or can be calculated in several different ways. These data are processed by a Kalman filter that merges them into one single output. Finally, a data file containing all the metrics involved in the acquisition system is stored in the phone's memory.