BÁO CÁO THỰC TẬP-Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan

Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi    !"        !"#$%&'()*+,- .+"/,0  #$%&'(#)(*+, /0  12345".26789:45;345< =*  60<=5-3;4.+' .*>6?@01A26B4+-'" 2345"*  5>20  12345,8  -,6C';   5D*,,*    5D<E0F2*  -'8G-)*   ="5-3;4.+26<8H>I-, 6C.  <"C/J  <*  5D#8K' "#I,'*5L  <M  5D*,,  5D <E26CL".*5L  <"C/0  N,  <E;G    ;   5D*,'2GOP=-5  -,6C   'M2"=+2-0%  5>A6 B"2345<0!?6B"2QRS50AA+ 6B"23450  T  <2"  2*"CD  " 7$#>9;UV56  <2"012>W;D$ #>9"P*X  CY#ZJP*X  CY5U-28H [K0Q2<;I"P*X  CY5IJP*X  CY 2-28H[K0126<8HB\G 6B"2345<01?=B\'26B" 2 '215;'X  "2QRS50  *+, /0+#1&#2)+3(04(/0, /05&'./67  $#>9"P*]CY^_"<  Q55$6C"2345L8#/49-: ;8<:<'7" <(5DB`(45D#\a>b62c',C D45D<>b62d'",CD45Da>b62 e0 Page 37 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi F).0Of1<12g5C45345 Q5D6-(89*"*'5D<6-("*"@ 12<2345<55$6C";I").0h >f  i2c6<"2j5D<JK"$#>9 J-( K  i2d6<"2j5DaJK"5DkJ5D <K  i2e6<"2j$#>#J K"5D ^J5D<K0  :5H'2c"e2*;"Pl';5X*5 -mRl'ln0o2d2*;"l';5H*5-m[' lnX  "mRlpP'lpPn  1<2345M*`(5D8G-)f ^E*    5DB  =45#J^'_'kK5) .0O['QG5Hf . >J K Z   P . >J K O Z    P >J K>J K Z      P P . >J K p O Z Z     Page 38 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi F).0PF),5Dk(5Dq  Q,45_#I,J).0OOK0:// ,*X  CY5Da"$#>9 '2, ">b"Jh[R  dK">Jh[rdKs>d2f . . . >J K>J K  >J Ks_ p O  Y Z      F).0.F),5D_(5Dq  1U'>W;D"*t6>b26 2345f Page 39 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi P P . . P . . 5>J p O K 5>J K 5>J p O K Z Z Z Y Z          = *+5>8?@0:5&  ##>9"jP*]CH<"_ku  Q5$6C"23458-A&8#/49-: ;8<:2'7"- (5DB`(45D62v',CD45D 62w",CD45D<62x  F).0yi2QRS5J##>9z6-(*""K 12<2QRS5;I").0OP>f  i2w"2j$#>9"5D^  i2x"2j##>9"5D"5D_  i2v{2j5"$#>90  Q5I,$$\;Di2QRS5< `"=( !';DD"< 5"C#=*"8'-6B"(5DB` "-J55{4K Page 40 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi F).0|};Di2QRS55"-  o"25D<J5D;BL*8K  g"25DJ5D;B*8K  F4;J_~K"25DaJ5D>>= 5BIK  B&CD>EF5.4+G F).0•F(6i*8-gsh[`  i*8:-"(6*G*`8€I;5-. +-P5.5D5UJ]>>K;•,( ‚5-P+0  T;D>W55$6Ci2QRS5f,2gs h[`-24\I25D^>b5U=5Dk>-I( <25D_'-2-5D^)>b 5Dk0T€‚65D_"k*"0  €2g"o>bC8=5/*MJ RlpP'lpPK0  -ƒCD6*"C#CC2345'‚2 O;G">W;D(B`-y+J„45K' >b6+€C9C/.0O0.0 3.1.2 Phương pháp DCM ( Direct Cosine Matrix): Page 41 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi  …2C/.0O0O'23452<.  < "C/*    5D*,,  5D*"<E01   "C/"  *  5D'2"^'_'X  k0Q# \=  "'2*5L  <"C/67 >0 > > [ J ' K > > [ J.0OK [ [ O > [ > J ' K [ O [ J.0PK > [ > O [ [ J ' K [ > > J.0.K [ > > R Z R Y R X                                                     Q52R(Z, Ψ), R(Y, θ) và R(X,Φ) /6"*5€2< 5Da''<42#\v'x'†4C#CC2QR S50  N22*5€<t5-.+3;4 >f > > [ > [ > O [ [ > > [  [ O [  [ > >  [ [ O > [ > [ > > xyz R                                               Ff > 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> 0>  > > 0> > 0>  xyz R                                                J.0yK  L"C#5)6>W;Db-.+ 5C4i:J>b+€C5#yK0  %5€"?6;U<2;I" >BM‡445*445>b+€C9*D.0.0  #$%&'(#)(-58/0&>4& Page 42 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi  …+€C9C/.0O0O0.'C#CC8+;ˆ42345>b<… 5(6i*8:-$…7,CC-y+0 1"(B`„45  L"  >6C5*95  M  >C\0 26 7//89"B$‡R4!5‰*o~F* "X*OŠy.'"6\;DCL-.+0  %  45#267>f [ O P . P P P P P [ O P . m n O T q q q q q q q q q q        1A2-,6C45=*    *   5D>f [ O P . >J p PK >J p PK>J K >J p PK>J K >J p PK>J K x y z q q q q             Q5\5'  "2J58H5;2 K" >J K x  ' >J K y  ' >J K z  "‹>4=Œ5D 0N2*5L    "5-. +3;46<>f P P P . O P [ . [ P O . P P O P [ . O . P . [ O P P O . [ P [ O P . O P O PJ K PJ 0 0 K PJ 0 0 K PJ 0 0 K O PJ K PJ 0 0 K J.0|K PJ 0 0 K PJ 0 0 K O PJ K xyz q q q q q q q q q q R q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q                        X  "f P P P P [ O P . O P [ . [ P O . P P P P O P [ . [ O P . P . [ O P P P P O . [ P [ O P . [ O P . PJ 0 0 K PJ 0 0 K PJ 0 0 K PJ 0 0 K J.0•K PJ 0 0 K PJ 0 0 K xyz q q q q q q q q q q q q R q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q q                           H #-:I&CJ>'>K5+)+#L80M+8N5CO H P*+, /0+#-:I&65&'E580;&245: N>W;DC#CC2QRS52C#5).0y <*5€<W28,5=0  > 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> > 0> 0> > 0> > 0> 0>  > > 0> > 0>  xyz R                                                 T==" Page 43 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi of"2† gf"2x _~f"2v H= PE580;&245:+#-:I&65&''*+, /0 i>W2*`*5€<8,5=" OO OP O. PO PP P. .O .P J.0•K a a a M a a a a a a            QMC#5).0y"C#5).0•0ZGP(>P* 5€6fa 13 = -sinθ ; tanΦ = a 32 / a 33 ; tanΨ = a 21 / a 11 : F).0•S"52345W*5€< H P'*+, /0+#-:D&65&'-58/0&>4& T(tM23458,5=>(B`„45 6<4\> Page 44 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi >J K>J K>J K >J K>J K>J K P P P P P P [ >J K>J K>J K >J K>J K>J K P P P P P P O >J K>J K>J K >J K>J K>J K P P P P P P P . >J K>J K>J K >J K>J K>J K P P P P P P q q q q                                                                     HH P-58/0&>4&+#-:I&65&', /0 ZG(>PC#5).0y".0|6*5€t >f [ O P . P P O P [ P O . [ . O P P P P . PJ 0 0 K 5 O PJ K 5>JPJ 0 0 KK  PJ 0 0 K 5 O PJ K q q q q q q q q q q q q q q q q                                      1A"5"5>‚55-MmR  pP'  pPn0 TŽ,C"*58H"*P28 ,-3;4.+0N2\P0O|59"f P P [ O P . O P [ P O . P P [ . O P P .  PJPJ 0 0 K'O PJ KK 5>JPJ 0 0 KK   PJPJ 0 0 K'O PJ KK q q q q q q q q q q q q q q q q                                HQ P-58/0&>4&+#-:I&65&'E580;&245: Q4C#5).0|".0• HR P580;&245:+#-:I&65&'-58/0&>4& 1223455=-„45 T(t5I,C#C\C0 Page 45 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quanSVTH: Lê Văn Mùi = S  2)*+   !'5=,/8,+ *  L  j;D6>W;D57I";?$fT/5TU 0/+G4&>&'0•4;54-"*`€j;U5""5+ ';U‚C#CC<5+580 j$265+5*`-$ G$"`8•"`+';22=66 j=€>ƒC=5$'5G+;I"- (*+0Q="'U=>IC5-B-‘€';4;R 54-59"*`C#CC(;?$0g# CC";I55((€''5'= 2=665-,,C(0F(  !"*`\;D)C#CC;4;R54-0  F( !C5MjX*Oh•[0 $-9 />IC5"",>7o845i;;5;'*`"C5 (    W    %‘0  N,    I  (*    o845  i;;5;  =  *`  ( 5>C4>#…-#;€5"\+ !5,=0 !6\ ;D/57IW5D'>2*95`7I" -;L;D"L>I'€8'"/*'(5+'" 5"-B\+58I"0 Page 46 [...]... tạo động lực cho những thiết kế cho gyro cáp quang  Ánh sáng được truyền trong sợi cáp quang được quấn thành cuộn, và chiều dài tối đa có thể lên đến 5km, chiều dài của sợi cáp quang dài hay ngắn sẽ thay đổi độ nhạy của gyro cáp quang Thông thường gyro cáp quang có kích Page 54 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi... giao thoa trên thiết bị quan sát Page 53 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi Hình 3.10: Cấu tạo của gyro vòng laser Hình 3.11: Gyro vòng laser thực tế  Gyro cáp quang (Fiber optic gyro) :  Mặc dù sự phát triển của gyro vòng laser là rất thành công, nhưng với những nghiên cứu trong lĩnh vực cáp quang đã tạo động lực... phương hướng trong không gian 3.3.1.2 Gyro quang (Optical gyro)  Nguyên lý hoạt động của gyro quang dựa trên hiệu ứng Sagnac,được nhà vật lý học người Pháp Georges Sagnac tìm ra năm 1913, là hiệu ứng giao thoa ánh sáng tương quan với vận tốc quay Hiệu ứng Sagnac được đo bởi một Page 52 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi... ô thống tính toán và giá trị thực tế của thiết bị Page 50 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi  IMU thường chỉ là mô ôt thành phần của hê ô thống định vị Các hê ô thống khác sẽ được sử dụng để làm chính xác các giá trị sai lê ôch mà IMU mắc phải trong quá trình chuyển đô ông của thiết bị, điển hình như hê... dài cuộn cáp quang có thể thay thế được Và cùng với kích thước nhỏ gọn nên gyro cáp quang được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong các hệ thống định vị và dò đường Page 55 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi Hình 3.13: Gyro cáp quang thực tế 3.3.1.3 Gyro rung (Vibrating gyro)  Với giá thành thấp hơn hẳn so với các... thống Hình 3.8: Sự thay đổi trạng thái của máy bay ứng với các góc Yaw, Pitch và Roll Page 48 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan 3.2.2.1 GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi Phân loại INS  Hệ thống định vị toàn cầu được cấu tạo nên bởi một bộ IMU và thuật toán dead-reckoning Tùy thuộc vào cách bố trí các cảm biến gyro và accelerometer mà có thể...Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi 3.2.1 Nguyên lý hoạt đô ông của INS  Nguyên lý hoạt động của INS là tổng hợp các tín hiệu đo được bởi một cơ cấu đo lường quán tính IMU (Inertial measurement units), để cho biết trạng thái hiện thời của hệ thống,... hình bên dưới thì pitch là góc nghiêng của máy bay khi chúc lên hay xuống, roll là góc nghiêng cánh của máy bay, còn yaw là góc của máy bay quay quanh trục thẳng đứng Page 47 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi Hình 3.7: Các góc Yaw, Pitch và Roll  Còn các accelerometer đo gia tốc dài sẽ được gắn lên ba trục của... thống  Với nguyên lý ổn định phương hướng các gimbal thì gimbaled INS gặp phải sai số khá lớn khi hệ thống thay đổi quỹ đạo một cách đột ngột mà các Page 49 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi gimbal chưa ổn định kịp thời, hiện tượng này gọi là gimbal lock Đối với strap down INS thì không xảy ra hiện tượng trên  Tốc... thuật ngữ rotating wheel) hoạt động dựa trên nguyên lý bảo toàn moment của một vật thể chuyển động quay khi tổng các lực tác dụng lên vật triệt tiêu Page 51 Chương 2: Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan GVHD: ThS Huỳnh Văn Kiểm SVTH: Lê Văn Mùi  Cấu tạo cơ bản của một gyro cơ gồm có một đĩa kim loại hình tròn được treo lơ lửng bằng một sợi dây đàn hồi trong một bộ . Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan SVTH: Lê Văn Mùi  . ;8<:<'7" <(5DB`(45D#a>b62c',C D45D<>b62d'",CD45Da>b62 e0 Page 37 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan SVTH: Lê Văn Mùi F).0Of1<12g5C45345 Q5D6-(89*"*'5D<6-("*"@ 12<2345<55$6C";I").0h >f . . >J K p O Z Z     Page 38 Chương 2: GVHD: ThS. Huỳnh Văn Kiểm Hệ thống IMU và và các tính toán liên quan SVTH: Lê Văn Mùi F).0PF),5Dk(5Dq 