Sai sớ (m) Thuật tốn
INA ZUPT ZUPT + độ cao Hệ thống (Cảm biến 1) Hệ thống (Cảm biến 2) Hệ thống (2 cảm biến) Tối đa trục x 29,125 0,0873 0,0841 0,0741 0,0715 0,0639 Tối đa trục y 19,225 0,0843 0,0833 0,0797 0,0835 0,0739
Tối đa độ cao 1,125 0,0486 0,0396 0,0215 0,0463 0,0202
TB trục x 7,9 0,0163 0,0162 0,0168 0,0177 0,0162 TB trục y 4,6 0,0265 0,0266 0,0306 0,0267 0,0288 TB độ cao 0,925 0,0148 0,0101 0,0056 0,0069 0,0045 Vị trí 34,9 0,023 0,0165 0,022 0,0106 0,0114 Khoảng cách tương đối 1216 % 0,51% 0,54% 0,74% 0,26% 0,32%
Mặc dù sai số của việc ước lượng vị trí bàn chân theo phương đứng được loại bỏ sau mỗi bước đi nhưng sai số độ cao trong q trình bước đi vẫn khơng được cập nhật. Lúc này cảm biến khoảng cách được sử dụng để cập nhật độ cao bàn chân như trong Hình 3.10. Như có thể thấy, khi sử dụng hệ thống INS đề xuất quỹ đạo ước lượng bám theo quỹ đạo thực tế rất tốt trên cả 3 trục. Theo kết quả trong cột 5 của Bảng 3.2, việc sử dụng thông tin từ cảm biến khoảng cách giúp giảm đáng kể sai số ước lượng trên phương đứng với sai số tối đa giảm từ 3,96 𝑐𝑚 xuống 2,15 𝑐𝑚 và sai số trung bình giảm từ 1,01 𝑐𝑚 xuống 0,56 𝑐𝑚. Do từ thông tin cảm biến khoảng cách chỉ cho phép suy ra độ cao bàn chân nên khơng có sự cải thiện đáng kể độ chính xác
Trang 82
việc ước lượng vị trí trên các phương 𝑥 và 𝑦. Sai số vị trí ước lượng là 2,2 𝑐𝑚 trên tổng số 3 sải chân đi tương ứng với sai số khoảng 3,5 𝑚𝑚 trong 1 bước đi. Đây là sai số rất nhỏ trong ứng dụng ước lượng độ dài bước đi.
Hình 3.8 Vị trí bàn chân sử dụng bộ lọc MEKF cập nhật ZUPT
Các thông số bước đi của một người dùng làm 4 lần thí nghiệm đi 3 bước được ước lượng như trong Bảng 3.3 gồm thời gian chuyển động của bàn chân, thời gian bàn chân đứng yên trên mặt đất, chu kỳ và độ dài của một sải chân, độ cao tối đa bàn chân trong quá trình bước đi, tốc độ bước đi và tần số sải chân. Ngoài ra, các thơng số của một bước đi có thể được tính ra trực tiếp từ thơng số sải chân. Hơn nữa, khi dựa vào hướng trong 3D của bàn chân có thể suy ra được các thơng số về góc bước, góc chúc, góc nghiêng và hướng của bàn chân theo thời gian như minh hoạ trong Hình 3.11.
Khi phân tích ảnh hưởng của vị trí đặt của cảm biến khoảng cách đến kết quả nghiên cứu, hệ thống thí nghiệm bố trí 2 cảm biến khoảng cách tại 2 vị trí khác nhau như trong Hình 3.3. Sai số của việc ước lượng vị trí sử dụng cảm biến khoảng cách 1, cảm biến khoảng cách 2 và sử dụng cả 2 cảm biến lần lượt được thể hiện trong cột
Trang 83
5,6,7 của Bảng 3.2. Dựa trên các tiêu chí đánh giá trong Bảng 3.2 có thể thấy rằng khơng có sự khác biệt nhiều trong 3 trường hợp trên. Do cảm biến khoảng cách chỉ cập nhật đáng kể vị trí theo phương đứng nên vị trí ước lượng theo phương đứng trong 1 sải chân được trích xuất như trong Hình 3.12.
Hình 3.9 Vị trí bàn chân sử dụng bộ lọc MEKF cập nhật ZUPT và độ cao tại ZVI