NÂNG CAO CHấT LƯợNG CHO CáC THIếT Bị ĐịNH Vị DẫN ĐƯờNG Sử DụNG GPS PHụC Vụ BàI TOáN GIáM SáT QUảN Lý PHƯƠNG TIệN GIAO THÔNG ĐƯờNG Bộ

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI NGÔ THANH BìNH NÂNG CAO CHấT LƯợNG CHO CáC THIếT Bị ĐịNH Vị DẫN ĐƯờNG Sử DụNG GPS PHụC Vụ BàI TOáN GIáM SáT QUảN Lý PHƯƠNG TIệN GIAO THÔNG ĐƯờNG Bộ ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa MÃ số: 62520216 Tóm tắt LUậN ¸N TIÕN SÜ Kü THUËT Hµ Néi - 2015 Luận án hồn thành tại: Trường Đại học Giao thơng Vận tải Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Hùng Lân PGS.TS Nguyễn Thanh Hải Phản biện 1: GS.TSKH Cao Tiến Huỳnh Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Quang Hoan Phẩn biện 3: PGS.TS Nguyễn Văn Liễn Luận án bảo vên trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại: ……………………………………………………………………………… vào hồi ……… giờ, ngày … tháng …… năm 2015 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải - Thư viện quốc gia DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN [1] Chủ trì 01 đề tài nhánh đề tài NCKH cấp Nhà nước (KC.06.02/06-10) 01 nhánh Dự án chế thử Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp Nhà nước (KC06.DA08/11-15); 01 đề tài cấp Bộ (B2007-04-27); 01 đề tài Dự án GDDH II (EEC 8.13); 03 đề tài cấp trường (T2009-ĐĐT-31, T2010-ĐĐT-15 T2011-ĐĐT- 15) [2] Ngơ Thanh Bình (2009); “Phát triển công cụ làm trơn RTS xác định quỹ đạo chuyển động”; Tạp chí khoa học GTVT, số 27, trang 112 – 117 [3] Thanh Binh Ngo, Hung Lan Le, Thanh Hai Nguyen (2009); “Survey of Kalman Filters and Their Application in Signal Processing”; Hội thảo quốc Tính tốn thơng minh, AICI09, trang 335 – 339 [4] Ngơ Thanh Bình (2010); “Phát triển cơng cụ lọc UKF (Unscented Kalman Filter) xử lý tín hiệu”; Tạp chí Khoa học GTVT, số 32, trang 27 – 33 [5] Ngơ Thanh Bình (2011); “Tính tốn hệ INS miền rời rạc”; Tạp chí Khoa học GTVT, số tháng 7/2011, trang 129 – 134 [6] Nguyễn Quang Tuấn, Ngô Thanh Bình (2011); “Cơng nghệ tích hợp INSGPS giám sát giao thơng”; Tạp chí khoa học GTVT, Bộ Giao thơng Vận tải, số tháng 9, trang 39 – 43 [7] Le Hung Lan, Nguyen Thanh Hai, Nguyen Quang Tuan, Ngo Thanh Bình (2011); “Introduction TBN Methode in z-Domain Using in Signal Procesing”; Tạp chí khoa học quốc tế MADI – SWJTU – UTC số 3, trang 13 – 21 [8] Ngơ Thanh Bình (2011); “Xử lý góc Heading hệ thống tích hợp GPS/INS”; Tạp chí Khoa học GTVT, số 36, trang 62 – 67 [9] Thanh Binh Ngo, Thanh Hải Nguyễn (2012); “Design of a system for management and monitoring of vehicles transporting solid waste in open-cast coal mines”; Tạp chí khoa học quốc tế: Journal of Vietnamese Environment, Vol.3 No.2, trang 92-97 [10] Thanh Binh Ngo (2012); “Improvement of the quality of integrated INS/GPS devices based on fuzzy logic”; Hội thảo toàn quốc Cơ Điện tử: The 6th Vietnam Conference on Mechatronics; Hanoi, 14-15 Dec 2012 VCM2012, trang 411 – 418 [11] Binh T Ngo, Francesco Biral, Lan H Le, Hai T Nguyen (2014); “Improvement of the Quality of Vehicles Positioning and Management Systems Based on using MEMS INS 9-DOF and GPS Devices”; International conference nSTf 2014, NACENTECH, Hanoi; trang 361 – 376 MỞ ĐẦU Giới thiệu tóm tắt luận án Luận án sâu nghiên cứu giải vấn đề tồn suốt thời gian qua vấn đề trôi liệu INS Từ đó, luận án đưa giải pháp thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS sở cấu trúc phân tán nhằm nâng cao chất lượng cho thiết bị định vị dẫn đường sử dụng GPS phục vụ tốn giám sát phương tiện giao thơng đường Bằng cách phát triển phương pháp tự động hiệu chỉnh ma trận quay cho thiết bị xe lọc UKF cho thiết bị trạm Giải pháp phân tán luận án giải vấn đề sai số tích lũy INS, tính phi tuyến hệ thống xử lý thời gian thực Các sản phẩm thực tế phát triển sở giải pháp luận án ứng dụng thành công thực tế Nội dụng luận án chia thành phần tổng quan chương chính, bao gồm: 109 trang (không kể mở đầu, tài liệu tham khảo phụ lục), 93 tài liệu tham khảo, bảng, 52 hình vẽ đồ thị Đặt toán Mục tiêu toán giám sát phương tiện giao thông đường phát triển hiệu việc quản lý, điều hành phương tiện kiểm tra trạng thái chúng lúc hoạt động bình thường có cố Chất lượng hệ thống giám sát khơng thể tính xác vị trí vận tốc theo thời gian, mà thể việc giám sát thông số chuyển động đối tượng, đặc biệt thông số dao động đối tượng Thông thường thông số bao gồm: gia tốc, góc nghiêng, góc hướng thể hướng di chuyển đối tượng số thơng số tình trạng hoạt động đối tượng Hiện nay, phương pháp xác định vị trí dựa vào đặc tính chuyển động tương đối đối tượng so với điểm mốc biết hải đăng, sao, radar hay sóng vơ tuyến, người ta dùng hai nhóm phương pháp để định vị giám sát:  Phương pháp xác định vị trí thơng qua việc xác định tọa độ đối tượng sở hệ tọa độ định vị vệ tinh GPS, GLONASS, GALILEO, COMPASS, IRNSS, QZSS Luận án sử dụng thông tin thu từ hệ thống GPS  Phương pháp sử dụng hệ dẫn đường quán tính (INS) Dựa trạng thái ban đầu biết, ta đo vector gia tốc vận tốc góc quay theo hướng để tính tốn xác định vị trí đối tượng chuyển động Một hệ thống quản lý giám sát gồm hai thành phần thiết bị thu liệu gắn đối tượng chuyển động thiết bị giám sát trạm Thiết bị gắn đối tượng chuyển động thường sử dụng module thu tín hiệu từ hệ thống GPS, qua xác định vị trí vận tốc đối tượng mang Hệ thống GPS cung cấp thơng tin vị trí vận tốc khoảng thời gian dài tốc độ đưa liệu chậm Hệ thống giám sát tính giám sát tín hiệu GPS Hỗ trợ cho hệ GPS toán giám sát thường sử dụng hệ thống INS kết hợp thêm hệ thống khác Hệ INS đưa thông tin vị trí vận tốc xác khoảng thời gian ngắn sai số tích lũy Nó cịn bị ảnh hưởng trọng lực, có ưu điểm tốc độ tính tốn cao tính đầy đủ thông số gia tốc góc dao động theo hướng Giải vấn đề trôi liệu hệ thống INS mang yếu tố định mở hướng thiết kế, chế tạo thiết bị tích hợp GPS/INS Từ đó, kết hợp hai phương pháp GPS INS ta hệ thống có ưu điểm tốt với khả cho thông tin vị trí vận tốc với độ xác khoảng thời gian dài, đồng thời có thông tin trạng thái chuyển động đối tượng Lý chọn đề tài Hiện nay, ứng dụng quân sự, hệ thống định vị toàn cầu GPS sử dụng nhiều ngành nhiều lĩnh vực hoạt động phục vụ người, đặc biệt lĩnh vực giao thông vận tải Các thiết bị giám sát hành trình Việt Nam cho phương tiện giao thông đường sử dụng hệ thống GPS Tính đến thời điển thiết bị MEMS INS 9-DOF đại có chất lượng tốt, có giá thành rẻ, cỡ 30 euro/1 thiết bị Do việc tích hợp INS thiết bị giám sát hành trình sử dụng modul thu tín hiệu GPS việc nên làm dần trở thành tiêu chuẩn hệ thống Ngồi tính hỗ trợ cho GPS, INS cịn cung cấp thêm thơng số đặc trưng cho chuyển động, qua nâng cao chất lượng hệ thống giám sát Mục đích, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu kết mong đợi luận án Mục tiêu luận án nghiên cứu sở khoa học khả tích hợp hệ thống GPS INS Từ đó, luận án đưa số khả phát triển ứng dụng thực tế sở cập nhật công nghệ Trên sở này, luận án thiết kế chế tạo thành cơng thiết bị tích hợp GPS/INS sử dụng thiết bị giải pháp xử lý liệu tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng hệ thống giám sát Đối tượng áp dụng luận án phương tiện giao thông đường bộ, cụ thể xe bus Trong trường hợp tín hiệu GPS thiết bị chạy mơi trường đóng kín nhà, đường hầm hay khu vực bị che khuất khoảng thời gian dài, hệ thống tích hợp GPS/INS lúc làm việc với riêng tín hiệu INS mà khơng có hỗ trợ hệ thống khác kết định vị khơng cịn xác Luận án nghiên cứu công nghệ thiết bị sử dụng GPS ứng dụng cho phương tiện giao thông đường bộ, chưa đề cập tới trường hợp đối tượng hoạt động mơi trường đóng kín hay GPS tín hiệu khoảng thời gian dài Kết mong đợi luận án kiểm soát sai số tích lũy INS, từ đưa giải pháp thiết kế thiết bị tích hợp GPS/INS nhằm loại bỏ sai lệch quỹ đạo phương tiện giao thông đường sở sử dụng lọc Kalman Thiết bị ứng dụng cho hệ thống giám sát xe bus Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án  Ý nghĩa khoa học: Đóng góp giải pháp thiết kế thiết bị tích hợp GPS/INS nhằm cải thiện chất lượng hệ thống giám sát phương tiện chuyển động Giải pháp không dừng lý thuyết mà đưa sản phẩm cụ thể để thử nghiệm, kiểm chứng  Ý nghĩa thực tiễn: Giải pháp sản phẩm luận án ứng dụng hệ thống quản lý, giám sát đối tượng giao thông đường Tính sáng tạo kết nghiên cứu  Đề xuất phương pháp tính tốn miền rời rạc z-Domain kết hợp bù liệu để hiệu chỉnh quỹ đạo sở logic mờ cho hệ tích hợp sử dụng INS 6-DOF Các hệ thống đại sử dụng INS 9-DOF áp dụng phương pháp tự động hiệu chỉnh phần tử ma trận quay  Đưa giải pháp tích hợp hệ thống GPS/INS dựa nguyên tắc điều khiển phân tán, chia công việc xử lý chống trôi liệu cho INS thiết bị xe đưa lọc UKF xử lý trạm Hệ thống áp dụng thực tế cho kết giám sát tốt, quỹ đạo loại bỏ nhiễu cho dạng giống quỹ đạo thực Ngoài ra, hệ thống giám sát cịn kiểm sốt thơng số tình trạng chuyển động xe Những đóng góp luận án  Phát triển ứng dụng thành công phương pháp xử lý chống trôi phần tử ma trận quay cho MEMS INS 9-DOF  Xây dựng thành công lọc UKF với hai chế độ hoạt động riêng biệt tần số lấy mẫu khác nhau, tự động chuyển đổi theo đặc điểm tín hiệu đầu vào CHƢƠNG HỆ THỐNG GPS VÀ CÁC HỆ THỐNG HỖ TRỢ 1.1 Hệ thống GPS GPS hệ thống định vị toàn cầu Mĩ, gồm: Các vệ tinh không gian, Các trạm điều khiển mặt đất Bộ thu tín hiệu Người sử dụng dùng module thu để nhận thông tin từ GPS, xử lý đưa thông số giám sát đối tượng chuyển động 1.2 Hệ thống INS Hệ thống hỗ trợ điển hình cho GPS giám sát chuyển động hệ thống đo lường quán tính INS Dựa trạng thái ban đầu biết, người sử dụng dùng INS đo gia tốc góc quay theo hướng, từ tính tốn xác định vị trí thơng số thể trạng thái đối tượng chuyển động 1.3 Hệ thống định vị tích hợp GPS/INS Tích hợp công nghệ dẫn đường cho hệ thống hoạt động tốt Việc tiền xử lý liệu INS bù liệu hai hệ thống GPS/INS tạo hệ thống có độ xác cao hơn, đồng thời có thơng số thể trạng thái chuyển động đối tượng Giải pháp bù liệu để nâng cao chất lượng hệ thống giám sát thường sử dụng lọc Kalman CHƢƠNG LỌC KALMAN VÀ MATLAB TOOL-BOX 2.1 Lọc Kalman, EKF UKF Chương trình bày lọc Kalman, EKF UKF Sau phân tích lý thuyết, luận án tiến hành mơ thuật tốn lọc sử dụng tín hiệu phát trộn nhiễu ngẫu nhiên sở phát triển hệ thống thư viện Matlab Tool-box Kalman Jouni Hartikainen [31] Các kết tiếp tục phát triển ứng dụng chương cho đối tượng thực tế xe bus 2.2 Phát triển Tool-box kết mô Để làm sáng tỏ lý thuyết lọc KF, EKF UKF nhằm đưa vào áp dụng phần thiết kế cho đối tượng cụ thể chương sau, luận án triển khai thuật toán lọc phát triển Tool-box [31] sở sử dụng hàm phát sine ngẫu nhiên theo mơ hình vận tốc Wiener [53] Các tham số hệ số biên độ, vận tốc góc độ lớn góc thay đổi, trộn với nhiễu ngẫu nhiên lớn hạn biên tín hiệu xk   k k ak  (2.15) y k  h( xk , k )  rk  ak sin( k )  rk (2.16) T Trong đó: •  k tham số góc hàm sin thời điểm k • • •  k vận tốc góc bước tính thứ k a k hệ số biên độ bước tính thứ k nhiễu Gaussian ồn trắng đơn biến bước tính thứ k Với: d   ; d   (t ) ; da   a (t ) dt dt dt Hình 2.7, 2.8: Kết mơ với tín hiệu phát trộn nhiễu ngẫu nhiên Kết mơ với tín hiệu phát trộn nhiễu ngẫu nhiên (Hình 2.7, 2.8) cho thấy quỹ đạo có biên độ dao động quanh điểm cân ln có hướng trở bám sát quỹ đạo thực sau bị dao động cưỡng Trên đồ thị hình 2.8, điểm chấm (blue) giá trị đo đạc bị tác động nhiễu, đường gạch (green) tín hiệu thực, đường liền (đỏ) kết lọc Với lọc EKF, biên độ dao động nhiễu có giá trị tăng gấp lần thu giá trị sau lọc quanh điểm ổn định Bộ lọc UKF cho kết tốt hơn, sai lệch nhỏ ổn định so với EKF, với biên độ dao động cưỡng UKF tăng từ lên tới giá trị 15 Những kết tiếp tục phát triển với thuật tốn hạn biên tính tốn miền rời rạc z-Domain Đây đóng góp ban đầu luận án báo cáo hội thảo quốc tế AICI2009 (Vol.3, IEEE) tổ chức Trung Quốc [63] CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP TỰ ĐỘNG HIỆU CHỈNH MA TRẬN QUAY CHO HỆ THỐNG INS 3.1 Phƣơng pháp tự động hiệu chỉnh phần tử ma trận quay Chuyển động đối tượng thể khung đối tượng tham chiếu b-frame, hay gọi khung P (Plane), so với khung tham chiếu mặt đất e-frame, hay gọi khung G (Ground/Globle) Chuyển động đối tượng biểu diễn ba phép quay liên tục, tính tốn sở ma trận quay R (Rotation matrix) Ma trận quay R gọi ma trận cosine phương DCM, phần tử biểu diễng cosine góc quay sở roll, pitch yaw (góc Euler) [ ] (3.2) Ma trận quay R có phần tử , hay gọi thành phần (element), phần tử ln phụ thuộc Đặc tính trực giao ma trận quay tốn học có nghĩa cặp cột (hoặc hàng) ma trận vng góc, tổng bình phương phần tử cột (hoặc hàng) Vì vậy, ta hạn chế yếu tố yếu tố (x, y, z) thơng qua phép biến đổi sau: Hình 3.3: Biểu diễn ma trận quay R dạng vector, đặc tính trực giao tích chéo Ma trận quay mơ tả định hướng hệ tọa độ quy chiếu so với hệ tọa độ quy chiếu khác Với cách biểu diễn phần tử R thông qua vector (xb, yb, zb, xe, ye, ze) trên, ta xoay đối tượng thơng qua xoay vector cách nhân chúng với ma trận quay R Ba cột ma trận R kết biến đổi ba vector theo ba trục đối tượng (P) so với khung tham chiếu mặt đất (G) Ba hàng ma trận R kết biến đổi ba vector khung tham chiếu mặt đất (G) so với khung tham chiếu đối tượng (P) Một đặc tính quan trọng ma trận quay R tính trực giao thành phần, có nghĩa hai vector vng góc khung tham khảo (nhóm quay) chúng vng góc khung tham chiếu Ngoài ra, độ dài vector không đổi hệ quy chiếu Các sai số INS, chủ yếu lỗi số (Numerical errors) làm vi phạm thuộc tính Ví dụ hàng cột phải đại diện cho vector đơn vị có cường độ 1, nhiên lỗi số gây làm chúng có giá trị nhỏ lớn Q trình tích lũy khơng có điều chỉnh làm cho chúng bị suy biến đến không, tăng lớn Giải pháp cho vấn đề lệch trực giao làm tiêu tan sai lệch nhanh so với việc chúng tạo thông qua việc sử dụng vector tham chiếu để phát sai lệch Định hướng đối tượng thường mô tả ba phép quay liên tục theo thứ tự theo trục Xử lý sai số sở bước tính tốn liên tiếp thơng qua việc kiểm sốt tượng lệch trực giao, qua kiểm sốt tượng trơi liệu dẫn đến sai số tích lũy INS Cuối năm 2009, dự án Stalino Electronics [88], William Premerlani Sergiu Baluta giới thiệu giải pháp tự động hiệu chỉnh ma trận quay sử dụng MEMS INS 6-DOF kết hợp tín hiệu GPS, cịn gọi lọc bổ sung DCM, có mơ sau: Hình 3.4: Cấu trúc DCM William Premerlani Sergiu Baluta Nhận xét trường hợp tín hiệu GPS, thiết bị tích hợp GPS/INS bị liệu góc hướng Như vậy, việc cập nhật phần tử ma trận quay thuật toán lọc DCM từ giá trị cập nhật omega để tính góc yaw họ bị phá vỡ Hơn nữa, tốc độ nhận liệu góc hướng từ GPS so với INS chậm, liệu góc hướng từ tín hiệu GPS khơng xác ăng ten 10   {   } Trong đó: giá trị COG hệ tọa độ trái đất tham chiếu G Các vector tham chiếu từ vector vận tốc ngang bình thường hóa (Normalized horizontal velocity vector) tính cách dùng cosin sin COG hệ tham chiếu G sau: COGX = = cos COGY = = sin Yaw( ( (3.23) ) = rxxCOGY – ryxCOGX (3.24) cos  cos ) cos  sin  Để điều chỉnh trôi dạt quay hồi chuyển (Gyro drift), ta cần tính tốn vector hiệu chỉnh đối tượng (b-frame) khung tham chiếu vật thể P Giá trị nhận cách nhân giá trị hiệu chỉnh yaw correction khung tham chiếu trái đất G với hàng Z ma trận R sau: Yaw = Yaw Yaw = [ (3.25) ] [ ][ ] 3.2.4 Hiệu chỉnh trơi góc roll-pitch Coi vector vận tốc đối tượng song song với phương X khung P, sử dụng mặt đất làm hệ quy chiếu G (e-frame), ta tính tốn vector vận tốc khung tham chiếu P (b-frame) vận tốc mặt đất đối tượng theo hướng X Trong khung tham chiếu P, ta tính toán gia tốc ly tâm ( ) Giá trị tích chéo vector quay hồi chuyển vector vận tốc: ; Với: [ (3.26) ] Để phục hồi ước tính lực hấp dẫn điều chỉnh cho gia tốc ly tâm, ta cần thêm ước tính gia tốc ly tâm Do đó, đo lường tham chiếu trọng lực hệ tọa độ vật thể P (b-frame) tính bởi: ; Với : [ ] (3.27) 11 Gia tốc sử dụng cho hiệu chỉnh trơi góc roll-pitch chúng khơng bị trượt [88] Vector hiệu chỉnh góc quay roll-pitch khung tham chiếu P (b-frame), ký hiệu hay ( ) tính cách lấy tích chéo (cross product) hàng Z ma trận R với vector tham chiếu trọng lực bình thường hóa , sau: [ [ ] ] (3.28) 3.2.5 Phản hồi điều khiển Trong trường hợp đối tượng di chuyển đổi hướng nhanh khoảng nhỏ liên tục, gia tốc kế Acc MEMS INS trở thành bão hịa Nói cách khác, tăng tốc thực tế nằm phạm vi xử lý gia tốc kế Các Gyro trở thành bão hịa trường hợp đối tượng quay vượt dải đo đảo chiều quay nhanh góc nhỏ liên tục Trong trường hợp này, sai số phát sinh tích lũy đánh giá góc quay Bộ PI sử dụng để xử lý sai số Thực tế, DCM làm việc tốt mà khơng cần thiết lập hệ số khuếch đại PI xác [88] Các giá trị hiệu chỉnh trình chạy chương trình hệ thống nhúng thiết bị gắn xe Đối với xe bus, trường hợp xe bị rung nổ máy khơng chuyển động Có thể hạn chế điều cách sử dụng khối phản hồi PI để hạn chế sai lệch Góc yaw hiệu chỉnh theo hệ số COG Hiệu chỉnh trôi góc quay roll-pitch điều chỉnh phụ thuộc vào hàm trọng lượng w sử dụng phương pháp hạn biên phù hợp sở hàm giới hạn constrain đưa vào điều khiển phản hồi PI Hệ số gọi “Giá trị làm hoàn toàn” (Total Correction, ký hiệu TCor) Các góc quay roll, pitch yaw hiệu chỉnh bước tính tính tốn theo giá trị cập nhật phần tử ma trận quay bước tính tương ứng (3.29) Hiệu chỉnh giá trị đầu quay hồi chuyển cách bù liệu cho tín hiệu thơ đưa trở lại vào phương trình cập nhật xoay R để tính tốn lại phần tử nó, cơng thức (3.17) Tại thời điểm này, hoàn thành vịng tính tốn đầy đủ Ở bước ta lặp lại tồn q trình tính tốn tạo nên thuật toán hiệu chỉnh thành phần ma trận quay Các góc quay Euler tính toán lại theo giá trị cập nhật phần tử ma trận quay sau tính toán hiệu chỉnh giá trị TCor 12 Trên sở lý thuyết trên, luận án phát triển thành công firmware dựa nguyên tắc bù trôi liệu cho INS 9-DOF sở cập nhật ba vector từ trường Giải thuật chi tiết trình bày theo chế tính tốn sau: Hình 3.7: Sơ đồ giải thuật thuật toán DCM luận án Việc thay đổi tín hiệu tham chiếu từ IMU Mag sở INS 9-DOF sử dụng thuật toán cập nhật xử lý liệu phù hợp giải triệt để vấn đề cấu trúc giải thuật bị phá vỡ GPS hay góc hướng GPS chậm khơng xác Kể từ thời điểm này, với giải pháp xử lý liệu luận án, hệ thống MEMS INS số hoạt động độc lập với firmware xử lý trôi liệu phù hợp Các thiết kế giải thuật trước cần biến đổi theo xu hướng 3.2.6 Kết thử nghiệm với MEMS INS 9-DOF Khảo sát MEMS INS 9-DOF razor stick chế độ tĩnh hai trường hợp có khơng sử dụng thuật toán tự động hiệu chỉnh ma trận quay trên, liệu đo đạc cảm biến Acc, Mag, Gyro dao động nhẹ vài độ Sự khác biệt thể rõ ràng sử dụng tín hiệu sở để tính tốn góc quay roll, pitch yaw Thực chất giá trị Acc_x, Acc_y, Acc_z; Gyro_x, Gyro_y, Gyro_z; Mag_x, Mag_y, Mag_z tín hiệu đầu IMU sở, bao gồm Acc ADXL345 (triple-axis accelerometer), Gyro ITG-3200 (MEMS triple-axis gyro), la bàn HMC5883L (triple-axis magnetometer) Các giá trị IMU sở không phụ thuộc vào việc có hay khơng sử dụng thuật tốn tự động hiệu chỉnh ma trận quay Trong trường hợp không sử dụng thuật tốn hiệu chỉnh ma trận quay, tín hiệu góc roll, pitch yaw INS bị trơi nhanh (Hình 3.8) Các liệu khơng ổn định, liên tục tăng/giảm theo thời gian Các sai lệch khác INS cụ thể, INS loại Với MEMS INS 9-DOF razor stick này, xét khoảng thời gian phút, góc roll sai lệch tới 500, góc pitch góc yaw sai lệch 13 tương ứng khoảng 300 1200 Điều dẫn đến sai số tích lũy lớn tính tốn phần tử ma trận quay, từ gây sai lệch lớn vận tốc vị trí Hình 3.8, 3.9: Dữ liệu INS khơng sử dụng có sử dụng thuật tốn DCM Việc trôi liệu MEMS INS 9-DOF không xảy sử dụng thuật toán tự động hiệu chỉnh ma trận quay phát triển luận án Cũng với MEMS INS 9-DOF razor stick này, áp dụng thuật toán DCM luận án, chế độ tĩnh giá trị góc roll, pitch yaw không bị trôi suốt thời gian dài, lớn phút lâu cho kết Giá trị góc dao động quanh điểm cân Giá trị biến thiên lớn 40 góc roll, 60 góc pitch 60 góc yaw (Hình 3.9) Các giá trị không bị cộng dồn theo thời gian, tự động hiệu chỉnh dao động quanh điểm cân ổn định CHƢƠNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG TÍCH HỢP GPS/INS 4.1 Giải pháp sử dụng lọc bù liệu cho thiết bị tích hợp GPS/INS 4.1.1 Giải pháp sử dụng lọc Kalman thiết bị chuyển động Các giải pháp thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS trước xử lý liệu chấp nhận sai số tích lũy INS sử dụng lọc Kalman hay chế bù để hiệu chỉnh kết Các cảm biến, INS module thu tín hiệu GPS gắn đối tượng chuyển động Dữ liệu thu xử lý lọc vi xử lý thiết bị Dữ liệu sau lọc đưa trạm giám sát để hiển thị Điều gặp khó khăn vấn đề thời gian thực vi xử lý thiết bị xe Mặt khác thiết bị trạm máy tính mạnh làm cơng việc hiển thị kết tính tốn đồ số Các dạng tích hợp hệ thống phân loại theo chức chúng theo cách mà liệu thành phần hỗ trợ cho thành phần khác hệ thống [2, 4] Khi xét đến ảnh hưởng sai số, sau chúng đánh giá, đến giá trị đầu ra, ta có phương pháp tích hợp phản hồi truyền thẳng Khi 14 kết hợp GPS/INS dựa kiến trúc xử lý hệ thống mức độ trộn liệu hệ thống ta có dạng tích hợp cặp lỏng tích hợp cặp chặt [1, 44] Thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS gắn đối tượng chuyển động, có hai phương pháp xử lý liệu là: tích hợp tập trung tích hợp phân tán [1, 44] Trong phương pháp xử lý tập trung, liệu thô cảm biến IMU GPS kết hợp để xử lý thiết bị gắn xe để thu kết vị trí Kiểu xử lý thường sử dụng cho dạng hệ thống tích hợp chặt tất liệu xử lý thiết bị xe Xử lý phân tán phương pháp xử lý hiệu liệu vi xử lý độc lập kết hợp kết với trạm thông qua lọc Kalman Trong triển khai hệ thống thực tế trước đây, nhằm mục đích đáp ứng yếu tố thời gian thực, dạng lọc khác có cơng cụ tính tốn khác nhau, chủ yếu áp dụng cho mơ hình PVT (Position Velocity Time) với hệ tích hợp GNSS INS kết hợp thêm với hệ cảm biến khác Hệ thống tích hợp nghiên cứu nhiều tích hợp GPS/INS xét cho hệ thống liên tục miền thời gian (continuous timeinvariant state space-model) Áp dụng lọc Kalman cho mơ hình PVA thường lọc sai số, tính tốn theo chế sau: Hình 4.7: Mơ hình lọc Kalman lọc sai số 4.1.2 Phương pháp tính tốn miền rời rạc Trong phương pháp này, giải pháp xử lý liệu cho cảm biến số tính tốn miền rời rạc z (z-Domain), trạng thái nhiễu tính tốn bước rời rạc hóa k trạng thái s tính tốn z Triển khai tính tốn theo mơ hình rời rạc hóa miền z với vi xử lý tốc độ cao, ta giả thiết rằng nhiễu khoảng thời gian chuyển hai bước tính khơng đổi, mơ hình PVA miền z lúc biểu diễn [nTs : (n  1)Ts ] dạng sau [41]: [ ] [ ][ (4.2) ] [ ] 15 Trong nhiễu số hệ thống Thực tế ta khảo sát nhiễu cách để đối tượng đứng yên (trạng thái tĩnh) chuyển động theo số quỹ đạo điển hình, đo đạc thông số đầu INS lưu lại dạng bảng sai số theo thời gian Đây giá trị nhiễu ngẫu nhiên, bị ảnh hưởng dải nhiệt độ làm việc thông số độ lệch bias (acclerator), độ trơi drift (gyro), góc hướng ban đầu Những liệu nhân với bước tính Ts tạo sai số gia tốc tính tốn (vơ hướng) Khi tính tốn cần xác định giá trị theo bước tính, từ tính giá trị bù tương ứng cho vị trí, vận tốc thời điểm theo nguyên tắc xác định độ sai lệch góc hướng la bàn với góc tính toán từ INS 4.1.3 Giải pháp bù liệu Trong số thiết kế trước đây, giải pháp nội suy Largrang thường sử dụng để tính tốn hiệu chỉnh kết Trong thực tế, giá trị đo GPS IMU tính tốn với tần số lấy mẫu khác Theo cách này, vị trí vận tốc INS nội suy từ liệu trước đó, sau số liệu đo GPS lấy để tính vector dịch chuyển z k Giả sử số đo INS tính tốn thời điểm tk-1 tk, cịn số liệu từ tín hiệu GPS nhận thời điểm tGPS Sử dụng công thức nội suy tuyến tính để tính vị trí vận tốc IMU thời điểm lấy giá trị GPS [20] tk  tGPS n t t n n t k  t GPS n t t n v (tk 1 )  GPS k 1 v (tk ) r (t k 1 )  GPS k 1 r (t k ) ; v (tGPS )  tk  tk 1 tk  tk 1 t k  t k 1 t k  t k 1 k m k m k m k m t GPS  t j (4.6) tGPS  t j n n n n r (tGPS )   r (ti )  ; v (t GPS )   v (t i )  i k m1 i  k  m 1 j k m1, j #i t i  t j j  k  m 1, j #i t i  t j n r (t GPS )  Để phát triển hoàn thiện phương pháp [20, 41], thiết kế luận án đưa phương pháp bù liệu cho đối tượng chuyển động cở sở áp dụng nguyên lý mờ Ý tưởng phương pháp thay tính tốn sử dụng chuỗi Lagrang trên, thuật tốn tính tốn miền z; tác giả đưa nguyên tắc bù phù hợp sở nguyên lý mờ nhằm mục đích điều chỉnh giá trị bước tính theo đặc thù cảm biến sử dụng, điều khiển đối tượng áp dụng Thiết bị tích hợp GPS/INS thiết kế theo nguyên tắc ứng dụng nguyên lý mờ khơng địi hỏi u cầu khắt khe độ xác mơ hình tốn học mà sử dụng phương pháp tính tốn miền rời rạc kết hợp với luật bù mềm dẻo Với lớp đối tượng cụ thể, áp dụng điều khiển ta cần khảo sát chế độ tĩnh chạy thử theo dạng quỹ đạo đặc trưng khác điều kiện khác Từ thiết kế luật bù liệu bù phù hợp, không áp dụng cho đối tượng khác Giải pháp tính tốn miền rời rạc kết hợp bù liệu cách mềm dẻo phương pháp triển khai thực tế cho chip vi xử lý thơng dụng đáp ứng địi hỏi tốc độ tính tốn đáp ứng thời gian thực áp dụng cho lớp đối tượng khác Nó kết hợp với yếu tố giới hạn biên độ tín hiệu 16 (chương 2) để tạo miền giá trị gốc Thiết bị quét tín hiệu đầu để kết luận trạng thái chuyển động đối tượng, từ kết luận phương pháp giá trị bù phù hợp với trạng thái Những yếu tố làm giảm đáng kể số liệu cần tính tốn, giúp làm trơn quỹ đạo kết đáp ứng yêu cầu thời gian thực Sản phẩm luận án triển khai thiết kế chế tạo chạy thử nghiệm thực tế Các kết ứng dụng đề tài dự án giáo dục đại học giai đoạn 2, mã số EEC8.13 [P1.2.6], báo cáo hội thảo toàn quốc Cơ-Điện tử VCM2012 [P1.1.4] Phần đưa giải pháp tích hợp GPS/INS trước đây, sở để so sánh với giải pháp luận án 4.2 Đề xuất giải pháp phân tán cho hệ thống tích hợp GPS/INS Phần 4.1 giới thiệu giải pháp thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS trước giải pháp cụ thể luận án sử dụng INS 6-DOF với phương pháp tính tốn miền rời rạc kết hợp với bù liệu sở logic mờ Đây kết ban đầu luận án sử dụng cơng nghệ đại có thời điểm [P1.2.6, P1.1.4] Các giải pháp đưa làm sở so sánh với giải pháp phân tán trình bày phần tiếp theo, làm bật kết luận án [P1.1.14] Cập nhật công nghệ mới, phần 4.3 giới thiệu thiết kế sử dụng INS 9DOF để phát triển phương pháp tự động hiệu chỉnh ma trận quay (giới thiệu chương 3) lọc UKF trạm giám sát Không giải pháp tích hợp GPS/INS trước tập trung cơng việc tính tốn cho thiết bị xe sử dụng vi điều khiển công việc trạm đơn giản hiển thị vị trí xe đồ số máy tính, giải pháp phân tán chia công việc cách hợp lý cho thiết bị xe thiết bị trạm để tận dụng tối đa ưu thiết bị 4.3 Thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS với MEMS INS 9-DOF bus CAN Trên sở lý thuyết tự động hiệu chỉnh ma trận quay nhằm xử lý hạn chế hệ thống tích hợp trên, luận án phát triển hệ thống thực tế sử dụng MEMS INS 9-DOF So sánh với thiết kế phần 4.1, thiết kế hoàn toàn khác biệt, kết bật luận án Kết báo cáo hôi thảo nSTf 2014 (NACENTECH, 2014) [P1.1.14] Hệ tọa độ vật thể P (i, j, k) quy ước theo cảm biến INS Vector gia tốc trọng trường hướng tâm trái đất G (I, J, K) có chiều ngược với vector Zenith KB Vector gia tốc theo ba trục A = {Ax , Ay , Az}, giả sử khơng có gia tốc ngồi tác động hiệu chỉnh ta ước tính KB = - A Cảm biến INS 9DOP có vector từ trường M = {Mx, My, Mz} Với IB cực bắc, ta có IB = M, JB = KB IB Từ vector gia tốc, góc quay từ trường, ta tính ma trận DCM, biểu diễn thông qua DCMB DCMG, với: DCMG = DCMBT = [IB, JB, KB] T Sự chuyển động hệ tọa độ vật thể P so với hệ quy chiếu G thể khoảng dịch chuyển vector r, với vector đơn vị (i, j, k) sau: iG = {ixG , iyG , izG} T = { I.i, J.i, K.i}T jG= {jxG , jyG , jzG} T = { I.j, J.j, K.j}T , kG= {kxG , kyG , kzG} T = { I.k, J.k, K.k}T 17 [ ] [ ][ (4.11) ] Tại thời điểm t0 có ma trận DCM0 , thời điểm t1 ta tính ma trận DCM1 với cập nhật vector IB1, JB1, KB1 Áp dụng tương tự cho bước tiếp theo, với ký hiệu TCT trình tái cấu trúc Renormalized [a], biểu diễn vector đơn vị hướng với vector A Giải thuật luận án thực chương trình hiệu chỉnh sở nguyên lý lọc bổ sung RTL (Return To Load) trình bày chương Ký hiệu Err đặc trưng cho sai lệch (Error) tính tốn hiệu chỉnh trục, ta có: Err = ( IB1 JB1 ) / (4.17)  Tính tốn trực giao: ITGB1’ = IB1 – Err JB1 JTGB1’ = JB1 – Err IB1 (4.18) B ’ B ’ B ’ KTG = ITG JTG  Tính tốn tái cấu trúc: ITCTB1’’ = TCT[ITGB1’] = 0.5 (3 - ITGB1’ ITGB1’) ITGB1’ JTCTB1’’ = TCT[JTGB1’] = 0.5 (3 - JTGB1’ JTGB1’) JTGB1’ (4.19) KTCTB1’’ = TCT[KTGB1’] = 0.5 (3 - KTGB1’ KTGB1’) KTGB1’ Trong đó: TCT - q trình tái cấu trúc (renormalization) TG - q trình tính tốn trực giao (orthogonal)  Tính tốn cập nhật: Tính tốn giá trị cập nhật phần tử ma trận quay R theo bước tính Omega_Vector, phần tử tương ứng Corrected Gyro_Vector: (4.20) Từ giá trị cập nhật phần tử ma trận quay trên, ta cập nhật lại ma trận quay tính tốn góc Euler: ; ; ( ) (4.21) Lặp lại trình tính tốn phần tử DCM thời điểm sau bước xử lý tín hiệu INS, ta có ma trận quay R tổ chức lại, cập nhật thay đổi phù hợp theo bước tính từ vector IBi’’, JBi’’, KBi’’ tương ứng Các phần tử ma trận R không bị trôi nhiều điều chỉnh vào vị trí tuyệt đối định số liệu nhận từ gia tốc Acc giảm thiểu tác động tích lũy nhiễu từ bên cập nhật liệu quay hồi chuyển Gyro bước tính Số 18 liệu thu từ cảm biến từ trường dùng để hiệu chỉnh trượt góc yaw Cơ chế làm việc theo lưu đồ sau: Hình 4.17: Lưu đồ chương trình DCM hệ thống nhúng Arduino 19 4.4 Thiết kế lọc UKF kết thực tế hệ thống giám sát trạm ứng dụng cho xe bus 4.4.1 Đối tượng mơ hình xe bus Khác với mơ hình lọc Kalman trước ln sử dụng mơ hình tuyến tính, mơ hình phi tuyến, luận án giới thiệu mơ hình tuyến tính-phi tuyến, trạng thái hệ thống diễn tả hàm phi tuyến mơ hình đo dạc biểu diễn ma trận số Đề xuất giải pháp tận dụng ưu mô tả động học đối tượng Matlab với công cụ hỗ trợ mạnh mẽ tốn học [24] Phương trình rời rạc hóa mơ hình: { } Trong đó, biểu diễn theo giá trị đạo hàm:  ̇  ̇  ̇ ̇  ̇   ̇ // góc nghiêng từ GPS  ̇ vận tốc góc nghiêng từ GPS  d_Alon: Đạo hàm Acc, hướng chuyển động xe đặt thiết bị song song sàn xe  d_YawRate: Đạo hàm vận tốc góc Yaw thiết bị Phương trình đo đạc: { Trong đó, giá trị lấy từ tín hiệu đo đạc:  Distance : Khoảng cách [m], từ FMS  X : Vĩ độ, từ tín hiệu GPS  Y: Kinh độ, từ tín hiệu GPS  Head: góc hướng Heading, từ tín hiệu GPS  Speed: Tốc độ từ, tín hiệu GPS  Altitude: Độ cao so với mốc  Inclination: Độ nghiêng, từ GPS sử dụng form GPGGA  Alon: Gia tốc theo phương z  YawRate: Vận tốc góc Yaw } Do hệ thống phi tuyến, khơng có ma trận A dạng số cụ thể không áp dụng cơng thức tốn học với ma trận hệ tuyến tính Trạng thái hệ thống mơ tả phương trình động học phi tuyến đối tượng @busses_f_enhanced, thể hàm f theo công thức đạo hàm xk Các giá trị Qc, L tính theo mơ hình Simo Särkkä, 2011 [31] chương H ma trận đường chéo, rk tính theo đạo hàm chuẩn std (standard deviation) 20 4.4.2 Lưu đồ lọc UKF cho xe bus Hệ thống hoạt động theo chế độ: - Mode 1: Y = Y[0,…,8]; Ts = 1s, thời điểm 1s có đầy đủ tín hiệu - Mode 2: Y = Y[0,…,8]; Ts = 1s, thời điểm cập nhật tín hiệu GPS Y = Y[0,7,8]; Ts = 20ms, bước tính với tín hiệu từ FMS, INS Hình 4.18: Lưu đồ thuật tốn lọc UKF 4.5 Hệ thống tích hợp GPS/INS kết thực tế 4.5.1 Hệ thống tích hợp GPS/INS sử dụng INS 9-DOF Cấu trúc thành phần hệ thống lắp đặt xe, tổ chức xử lý liệu lắp đặt thử nghiệm thiết bị sau: 21 Hình 4.12, 4.13: Cấu trúc thiết bị phương pháp xử lý liệu Hình 4.14, 4.15: Thiết bị thực tế vị trí lắp ráp xe bus 4.5.2 Kết hệ thống giám sát Trajectory of the bus at big noise sites Shifting trajectory adjusted by UKF to have more accurate trajectory Trajectory of the bus at a curved stretch of road Hình 4.20, 4.22: Hành trình thực xe hiệu chỉnh quỹ đạo sử dụng lọc UKF Sai lệch quỹ đạo lớn thường xảy xe chuyển động bất thường vị trí thay đổi đột ngột tốc độ hướng di chuyển, xe rung lắc mạnh hay vị trí dừng trạm, cột đèn giao thông vị trí xe vào vùng bị che khuất (Hình 4.20, 4.22) Giải pháp luận án lọc đưa quỹ đạo xác xe thể 22 rõ vị trí này, loại bỏ phần quỹ đạo sai lệch hiệu chỉnh lại quỹ đạo chuyển động xe sát với thực tế Hình 4.21, 4.23: Lọc hiệu chỉnh quỹ đạo tốc độ xe Trong đó: X-axis (Trục ngang) Y-axis (Trục đứng) : Khoảng di chuyển xe bus, [m] : vận tốc xe bus, [km/h] : Các điểm dừng xe bus dọc theo tuyến Hình 4.21 rõ giá trị hiệu chỉnh xác quỹ đạo xe theo phương pháp lọc UKF luận án (gạch đen) Điều có nghĩa hai khoảng thời gian cập nhật liệu GPS, UKF làm việc với chế độ (Mode 2, Ts = 20 ms) có khả hiệu chỉnh quỹ đạo bám theo hướng chuyển động thực quỹ đạo bị sai lệch dần Khi có tín hiệu GPS hiệu chỉnh lại quỹ đạo tạo đoạn gấp khúc Điều hệ thống nhúng chưa đủ mạnh tốc độ đưa liệu chậm MEMS INS Hệ thống có khả tính tốn GPS thời gian ngắn, nhiên độ xác khơng cao Điều chỉnh lùi vị trí Đánh giá giá trị điều chỉnh quỹ đạo Điều chỉnh tiến vị trí Đ/c dịch: phải ( + ) trái ( ) Hình 4.24: Hành trình xe hiệu chỉnh quỹ đạo thời điểm tính tốn Trên hình 4.24, đường chấm (xanh) phần bên trái (4.24_1) thể giá trị trực tiếp tính tốn từ tín hiệu GPS Các điểm chấm vị trí thời điểm nhận tín hiệu GPS Phần bên phải (4.24_2) thể hiệu chỉnh hướng giá trị thời điểm tính tốn, tập hợp thành đường hình 4.20, 4.21 4.22 Quá 23 trình ghi liên tục bước tính tốn thơng qua việc lưu giá trị tạo file ảnh Tập hợp file ảnh (hình 4.24) tạo thành file dạng video thể rõ trình lọc hiệu chỉnh quỹ đạo, ghi vào sở liệu Ngồi thơng số thơng thường vị trí vận tốc, hệ thống giám sát luận án cịn hiển thị số thơng số đặc trưng xe như: khoảng di chuyển xe, góc hướng, vận tốc góc hướng, gia tốc, góc nghiêng độ cao so với mốc Những thông số ghi lại sở liệu xe bus trạm giám sát Hình 4.25, 4.26: Các thơng số thể trạng thái chuyển động xe bus Các hình 4.25 4.26 thể rõ số thơng số chuyển động xe dọc theo hành trình Việc nắm rõ trình vận hành xe giúp nâng cao chất lượng hệ thống giám sát Từ giúp cho q trình quản lý, điều hành giám sát xe hiệu hơn, giúp đánh giá phong cách lái xe 4.6 Nhận xét kết luận chƣơng Luận án phát triển ứng dụng thực tế thành cơng phương pháp tính toán miền rời rạc kết hợp bù liệu sở sử dụng logic mờ cho hệ thống INS trước khơng có vector từ trường (INS giới hạn 6-DOF) Cập nhật công nghệ mới, luận án phát triển thành công phương pháp xử lý chống trôi phần tử ma trận quay R cho hệ INS 9-DOF, từ thiết kế chế tạo thiết bị tích hợp GPS/INS với độ xác cao Khác với lọc Kalman xử lý liệu thô INS, tức lấy kết bị tích lũy sai số INS để tính tốn, giải pháp thiết kế hệ thống sử dụng MEMS INS khả xử lý liệu cấp độ đo lường Giải pháp điều chỉnh chống trôi phần tử ma trận quay (Ri,j) thành giá trị cập nhật ( ) sau bước tính để tính tốn xác lại góc quay Euler sở, qua tính tốn xác giá trị đầu hệ thống INS Giải pháp giúp INS 9-DOF làm việc độc lập tự hiệu chỉnh nó, khác với giải pháp trước dùng GPS để hiệu chỉnh lại kết cộng dồn sai số INS theo thời gian Với thành công phương pháp tự động hiệu chỉnh phần tử ma trận quay, luận án trình bày giải pháp thiết kế hệ thống tích hợp GPS/INS sở cấu trúc phân tán hệ INS 9-DOF Giải pháp phân tán chia công 24 việc xử lý phần khác hệ thống nhằm tận dụng tối đa khả thành phần Đối với đối tượng xe, luận án phát triển phương pháp hiệu chỉnh phần tử ma trận quay cho firmware hệ thống nhúng Giải thuật phương pháp lập trình đưa vào hệ thống nhúng Arduino R3 YUN thành công Trong nhiệm vụ giám sát trạm, luận án phát triển thành công lọc UKF linh động tự động chuyển đổi chế độ hoạt động theo tín hiệu đầu vào Giải thuật lọc UKF trình bày dạng thuật tốn lập trình triển khai cụ thể Matlab cho mơ hình tích hợp, mơ hình phi tuyến đối tượng phương trình tuyến tính mơ hình đo đạc, ứng dụng cho đối tượng cụ thể xe bus Bộ lọc UKF nâng cao chất lượng quỹ đạo chuyển động xe bus, mà đồng thời giám sát số thông số chuyển động trạng thái vận hành xe theo yêu cầu KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN I Kết luận luận án Giá trị khoa học luận án việc đưa giải pháp thiết kế sở hệ thống phân tán Giải pháp sử dụng hệ thống INS 9-DOF tự động hiệu chỉnh gắn đối tượng chuyển động lọc UKF trạm giúp nâng cao chất lượng hệ thống quản lý giám sát Đây giải pháp hiệu so với giải pháp tích hợp GPS/INS trước Luận án phát triển thành công phương pháp tự động hiệu chỉnh ma trận quay cho INS 9-DOF, xử lý liệu cấp độ đo lường giúp INS tự hiệu chỉnh chống trơi liệu đưa liệu xác trước đưa vào lọc Hệ thống tích hợp GPS/INS sử dụng INS 9-DOF thử nghiệm ứng dụng thực tế nhận kết tốt Hệ thống giám sát trạm sử dụng lọc UKF loại bỏ giá trị sai lệch cho kết quỹ đạo với thực tế Ngồi ra, hệ thống cịn hiển thị số tham số thể trạng thái chuyển động xe Kết báo cáo hội thảo nSTf 2014 (NACENTECH, 2014) [P1.1.14] II Kiến nghị hƣớng nghiên cứu Hướng phát triển cần quan tâm ứng dụng cho đối tượng chuyển động trường hợp không thu tín hiệu GPS Lúc hệ thống cần có hệ quy chiếu tiêu chuẩn xác khác có khả định vị thay cho GPS Khả phát triển ứng dụng thiết bị đa dạng, lĩnh vực GTVT để giám sát quản lý phương tiện đường bộ, đường thủy, đường sắt phương tiện bay Kết luận án cần kết hợp với số công việc khác truyền thông, định vị loại đồ số khác quản lý sở liệu Web để tạo nên hệ thống quản lý giám sát hoàn chỉnh