A estimação de parâmetros de um sistema é um processo pelo qual valores de certos parâmetros de interesse e que não são diretamente mensuráveis são deduzidos indiretamente, por meio de cálculos e com certa margem de erro, a partir de medições de parâmetros diretamente mensuráveis. Esta dissertação apresenta a aplicação de um método de estimação com o Filtro de Kalman (FK), no qual, a partir de medições realizadas por sensores inerciais do tipo Micro Eletro Mechanical System (MEMS) estima-se o ângulo de orientação de um único eixo do plano de orientação de um objeto. O conjunto que faz esta inferência é denominado como sistema de referência de atitude (SRA). Para a avaliação deste sistema, foi construído um mecanismo de referência, que consiste num pêndulo, ao qual são acoplados sensores inerciais na ponta da haste oscilante. Estes sensores são um acelerômetro e um giroscópio triaxiais integrados num mesmo encapsulamento. Ao eixo de rotação do pêndulo, é acoplado um encoder absoluto, cuja função é medir diretamente o ângulo do pêndulo em função do tempo, para uso deste resultado como referência na avaliação do método de estimação. Como experimento prático, foi realizada uma aquisição dos sinais dos sensores inerciais e do encoder durante 366 segundos, incluindo movimentação e repouso do pêndulo. Com esses dados, foi realizada, primeiramente, a determinação do ângulo do pêndulo em função do tempo somente com acelerômetro e somente com o giroscópio. Após isto, foi aplicado um método de fusão desses sinais, ainda sem o FK, que inclui interpolação polinomial, derivação numérica, cálculos trigonométricos e sendo restrito a movimentos cuja trajetória seja circular e com um raio fixo, como a do pêndulo. Por fim, foi desenvolvido e aplicado um método com FK, o qual independe da trajetória verificada durante a estimação desse ângulo, obtendo a raiz do erro quadrático médio de 0,9125 graus, valor menor em relação aos outros métodos.