Estrategia de filtrado para minimizar errores en la estimación del ángulo Z (YAW) de un cuerpo en rotación con dos giroscopios MEMS independientes

Resumen

Un giroscopio MEMS, es un dispositivo electrónico de bajo costo que se utiliza para determinar la razón de rotación angular ? de un cuerpo rígido en relación con sus ejes x, y y z, este último conocido como yaw. La medida de la razón de rotación angular en cada eje es perturbada por los fenómenos conocidos como bias, bias instability y angle random walk. Es deseable calcular el ángulo yaw con precisión, pero los fenómenos bias, bias instability y angle random walk, hacen imposible dicho cálculo; en la literatura se ha reportado el uso de diversos algoritmos para lograr dicho objetivo, como el filtro de Kalman y el complementario.
Proponemos la mejora de la estimación del ángulo yaw de un cuerpo rígido en rotación; esto se logra mediante un filtro complementario optimizado genéticamente que fusiona las lecturas de velocidad angular de rotación provenientes de dos giroscopios independientes. El algoritmo genético opera sobre poblaciones de corridas simuladas de los giroscopios.
La evaluación de la precisión resultante del ángulo yaw con del filtro calculado demostró una reducción en error absoluto en la estimación del ángulo yaw con respecto a rotaciones de referencia de hasta un orden de magnitud con respecto al cálculo obtenido con los giroscopios de forma independiente.
Los resultados obtenidos son comprobados empíricamente.