Phương pháp nghiên cứu khoa học Bài tập 2: Ý tưởng đề tài: Tên đề tài: Bộ lọc Kalman ( Kalman Filter ) cho hệ thống đo lường quán tính (Inertial Measurent Unit (IMU)) Đơn vị đo lường quán tính (IMU) thiết bị điện tử dùng để đo cho giá trị vận tốc, hướng, gia tốc trọng trường phương tiện chuyển động, điển hình máy bay IMU sử dụng kết hợp cảm biến gia tốc (accelerometer), cảm biến góc quay (Gyros) cảm biến từ trường (magnetometer) Ngõ IMU bậc tự (9 DOF) giá trị vận tốc góc quanh trục xyz, hình chiếu gia tốc trọng trường từ trường trái đất lên trục xyz Từ giá trị ta xác định vị trí, vận tốc quay, tịnh tiến hệ vật gắn với IMU không gian mà không phụ thuộc vào yếu tố bên Nhưng nhược điểm IMU việc định vị chúng thường bị lỗi tích lũy Bởi hệ thống liên tục thêm vào thay đổi phát vào vị trí tính tốn trước đó, sai số trình đo lường, dù nhỏ, tích lũy Điều dẫn đến việc trơi đại lượng tính tốn, thay đổi khác biệt ngày tăng giá trị vị trị mà hệ thống tính tốn giá trị thực tế thiết bị Chính yêu cầu đòi hỏi độ xác cao tin cậy nên liệu ngõ hệ thống IMU đưa qua lọc Bộ lọc phải áp dụng cho hệ thống nhiều biến, tính tốn giá trị dựa liệu q khứ, giảm sai sơ tích lũy… Bộ lọc Kalman, Rudolf (Rudy) E Kálmán công bố năm 1960, thuật toán sử dụng chuỗi giá trị đo lường, bị ảnh hưởng nhiễu sai số, để ước đốn biến số nhằm tăng độ xác so với việc sử dụng giá trị đo lường Bộ lọc Kalman thực phương pháp truy hồi chuỗi giá trị đầu vào bị nhiễu, nhằm tối ưu hóa giá trị ước đốn trạng thái hệ thống Bộ lọc Kalman giá trị ước lượng tối ưu dựa giá trị khứ giá trị đo đạt Các từ khóa liên quan: Kalman Filter Embedded Kalman Filter Inertial Measurement Unit IMU 9DOF IMU sensor fusion algorithm Kalman Filter For IMU Calibaration … HV: Lê Văn Mùi MS: 13153065 Page Phương pháp nghiên cứu khoa học Các kết thu từ goolge scholar: Với từ khóa “Kalman Fiter” Hình 2.1 : Kết với từ khóa “Kalman Fiter” Ta thấy kết lên đến 454.000 liên quan Với từ khóa “Kalman filter for IMU DOF”: Hình 2.2: Kết với từ khóa “Kalman filter for IMU DOF” Ta thấy kết số viết liên quan có giảm lớn, 3.080 HV: Lê Văn Mùi MS: 13153065 Page Phương pháp nghiên cứu khoa học Giới hạn với từ khóa “embedded kalman filter for IMU DOF calibaration”: Hình 2.3 Kết với từ “Embedded kalman filter for IMU DOF calibaration” Ta thấy kết tìm kiêm tương đối tối chi tiết từ khóa, khoảng 604 liên quan Liệt kê 50 báo gần với đề tài tìm Internet Fusion of IMU and Vision for Absolute Scale Estimation in Monocular SLAM Underground mine navigation using an integrated IMU/TOF system with unscented Kalman filter Kalman Filtering for Spacecraft Attitude Estimation A Kalman Filter-Based Algorithm for IMU-Camera Calibration: Observability Analysis and Performance Evaluation A Kalman filter-based algorithm for IMU-camera calibration Quaternion-based extended Kalman filter for determining orientation by inertial and magnetic sensing A Multi-State Constraint Kalman Filter for Vision-aided Inertial Navigation A quaternion-based orientation estimation algorithm using an inertial measurement unit Kalman filter configurations for a low-cost loosely integrated inertial navigation system on an airship 10 Kalman filtering for real-time orientation tracking of handheld microsurgical instrument 11 State estimation of an autonomous helicopter using Kalman filtering 12 Inertial sensor-based knee flexion/extension angle estimation 13 A Kalman/Particle Filter-Based Position and Orientation Estimation Method Using a Position Sensor/Inertial Measurement Unit Hybrid System 14 Development of UAV Navigation System Based on Unscented Kalman Filter 15 Fast Relative Pose Calibration for Visual and Inertial Sensors HV: Lê Văn Mùi MS: 13153065 Page Phương pháp nghiên cứu khoa học 16 Real-time metric state estimation for modular vision-inertial systems 17 State Estimation of a Nonlinear Unmanned Aerial Vehicle Model using an Extended Kalman Filter 18 Kalman filter mechanization in INS/seeker fusion and observability analysis 19 Multisensor fusion for autonomous UAV navigation based on the Unscented Kalman Filter with Sequential Measurement Updates 20 Application of Extended Kalman Filter Towards UAV Identification 21 Performance comparison of Extended and Unscented Kalman Filter implementation in INS-GPS integration 22 State Estimation via Sensor Modeling for Helicopter Control using an Indirect Kalman Filter 23 An extended Kalman filter extension of the augmented Markov decision process 24 Kalman-Filter-Based Orientation Determination Using Inertial/Magnetic Sensors: Observability Analysis and Performance Evaluation 25 An efficient solution to 6DOF localization using Unscented Kalman Filter for planetary rovers 26 Fusion of electromagnetic tracking with speckle-tracked 3D freehand ultrasound using an unscented Kalman filter 27 Orientation Estimation Based on Gauss-Newton Method and Implementation of a Quaternion Complementary Filter 28 Kalman Filtering for Relative Inertial Navigation of Uninhabited Air Vehicles 29 Embedded Micro Inertial Navigation System 30 Relative Motion Estimation for Vision-Based Formation Flight Using Unscented Kalman Filter 31 Sigma-Point Kalman Filters for Integrated Navigation 32 Second order nonlinear uncertainty modeling in strapdown integration using MEMS IMUs 33 Underwater Vehicle Localisation using Extended Kalman Filter 34 Nonlinear filter design for pose and IMU bias estimation 35 Kalman Filtering for Spacecraft System Alignment Calibration 36 Extended Kalman Filtering for Robot Joint Angle Estimation Using MEMS Inertial Sensors 37 Optimal Reconstruction of Flight Simulator Motion Cues Using Extended Kalman Filtering 38 Extended Kalman Filter-Based Methods for Pose Estimation Using Visual, Inertial and Magnetic Sensors: Comparative Analysis and Performance Evaluation 39 Effective Adaptive Kalman Filter for MEMS-IMU/Magnetometers Integrated Attitude and Heading Reference Systems 40 AHRS base on MEMS-IMU for aircraft model in wire-driven parallel suspension system 41 Extended Kalman filter synthesis for integrated global positioning/inertial navigation systems HV: Lê Văn Mùi MS: 13153065 Page Phương pháp nghiên cứu khoa học 42 Fusion Filter Algorithm Enhancements for a MEMS GPS/IMU 43 Application of Kalman filtering to the calibration and alignment of inertial navigation systems 44 Sigma-Point Kalman Filters for Probabilistic Inference in Dynamic State-Space Models 45 Direct Kalman filtering approach for GPS/INS integration 46 Adaptive Two-Stage Extended Kalman Filter for a Fault-Tolerant INS-GPS Loosely Coupled System 47 System Design and Performance Analysis of Extended Kalman Filter-Based Ultra-Tight GPS/INS Integration 48 Application of a sigma-point Kalman filter for alignment of MEMS-IMU 49 Extended Kalman filter implementation for low-cost INS/GPS Integration in a Fast Prototyping Environment 50 Integrated Multiple-Device IMU Systems with Continuous-Time Sensing Circuitry Liệt kê 15 tốt so với đề tài: Fusion of IMU and Vision for Absolute Scale Estimation in Monocular SLAM [1] A Kalman Filter-Based Algorithm for IMU-Camera Calibration: Observability Analysis and Performance Evaluation [4] A Kalman filter-based algorithm for IMU-camera calibration [5] Quaternion-based extended Kalman filter for determining orientation by inertial and magnetic sensing [6] A Multi-State Constraint Kalman Filter for Vision-aided Inertial Navigation [7] Application of Extended Kalman Filter Towards UAV Identification [20] Kalman Filtering for Relative Inertial Navigation of Uninhabited Air Vehicles [28] Sigma-Point Kalman Filters for Integrated Navigation [31] Extended Kalman Filtering for Robot Joint Angle Estimation Using MEMS Inertial Sensors [36] 10 Fusion Filter Algorithm Enhancements for a MEMS GPS/IMU [42] 11 Direct Kalman filtering approach for GPS/INS integration [45] 12 Extended Kalman filter implementation for low-cost INS/GPS Integration in a Fast Prototyping Environment [50] 13 Application of a sigma-point Kalman filter for alignment of MEMS-IMU [48] 14 Effective Adaptive Kalman Filter for MEMS-IMU/Magnetometers Integrated Attitude and Heading Reference Systems [39] 15 Integrated Multiple-Device IMU Systems with Continuous-Time Sensing Circuitry [50] HV: Lê Văn Mùi MS: 13153065 Page