Design and Implementation of an Attitude and Heading Reference System (AHRS) using Direction Cosine Matrix

• Antonio Hechevarría Junco ^[1] ; José Raúl Machado Fernández ^[2]
  1. [1] Ministerio del Interior (MININT) Dirección de Tecnología y Sistemas (DTS) Departamento de Telecomunicaciones
  2. [2] Universidad Tecnológica de la Habana José Antonio Echeverría (CUJAE) Facultad de Eléctrica Departamento de Telecomunicaciones y Telemática
• Localización: Revista Cubana de Ciencias Informáticas, ISSN-e 2227-1899, Vol. 11, Nº. 1, 2017
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Diseño e Implementación de un Sistema de Referencia de Orientación y Rumbo usando Matrices de Cosenos Dirigidos
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    Los Sistemas de Referencia de Orientación y Rumbo (AHRS, Attitude and Heading Reference System) se basan en el uso de algoritmos de fusión de Sistemas de Sensores Micro-Electro-Mecánicos (MEMS, MicroElectroMechanical Systems) para conocer la posición y orientación de un cuerpo. Encuentran su aplicación fundamentalmente en la navegación aérea, la exploración espacial y la creación de programas informáticos interactivos para teléfonos celulares. Ante los elevados precios de las soluciones AHRS en el mercado internacional, los autores construyen un dispositivo a partir de componentes individuales utilizando algoritmos de Matrices de Cosenos Dirigidos (DCM, Direction Cosine Matrix) en el rol de mecanismo de fusión. Como resultado, se logra implementar una arquitectura funcional a un costo reducido, validada con pruebas donde se midió la detección efectiva de los ángulos de Cabeceo (Pitch) y Alabeo (Roll) colocando la solución sobre una superficie sometida a rotaciones.

  • English

    Attitude and Heading Reference Systems (AHRS) are based on fusion algorithms for Micro-Electro-Mechanical (MEMS) sensors Systems in order to obtain the position and orientation of a given entity. These systems are applied mainly in air navigation services, space exploration and creating interactive software for mobile phones. In an effort for avoiding the high prices of AHRS solutions in the international market, the authors construct a device with individual components using the Direction Cosine Matrix (DCM) alternative as fusion algorithm. As a result, the implementation of a functional architecture is achieved at a reduced cost. Validation’s tests were executed observing the effective detection of the Pitch and Roll angles after rotating a surface where the device was situated.