Trong cập nhật cho bộ lọc Kalman gồm cập nhật vận tốc ZUPT, cập nhât độ cao tại khoảng thời gian ZVI và cập nhật sử dụng cảm biến khoảng cách. Trong
Hình
3.8 thể hiện kết quả việc cập nhật vận tốc ZUPT tại các khoảng thời gian ZVI. Lúc này, đường vị trí ước lượng đã bám theo đường vị trí thực đặc biệt trên các trục �, �. Đây là phương pháp cập nhật rất phổ biến trong định vị quán tính. Với việc cập nhật ZUPT này, sai số vị trí giảm từ 24,9 𝑚 xuống còn 0,023 𝑚 tương ứng với sai số tương đối về khoảng cách giảm từ 1216% xuống 0,51% so với việc ước lượng sơ bộ chỉ dùng thuật toán INA (xem cột 3 của
Do việc chuyển động theo trục � (độ cao bàn chân) rất nhỏ nên thành phần sai số theo phương đứng rất đáng kể so với quãng đường di chuyển theo phương đứng. Nếu việc di chuyển trên mặt phẳng như sàn nhà thì việc cập nhật độ cao bàn chân lúc chạm đất được sử dụng kèm với cập nhật ZUPT như trong
Hình 3.9 để loại bỏ sai số độ cao bàn chân sau mỗi bước đi. Trong đó sai số tối
đa trên phương đứng giảm từ khoảng 5 �𝑚 xuống khoảng 4 �𝑚 và sai số trung bình trên phương đứng giảm từ 1,48
�𝑚 xuống còn 1,01 �𝑚 (xem cột 4 của Bảng 3.2) so với trường hợp chỉ sử
dụng cập nhật ZUPT.
Bảng 3.2 Sai số vị trí khi sử dụng các loại cập nhật (m)Sai sớ (m) Thuật tốn 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 �𝑚 xuống 2,15 �𝑚 và sai số trung bình giảm từ 1,01 �𝑚 xuống 0,56 �𝑚. 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
việc ước lượng vị trí trên các phương � và �. Sai số vị trí ước lượng là 2,2 �𝑚 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.