Tín hiệu gia tốc và vận tốc góc của cảm biến IMU theo 3 trục được thể hiện trong 3 hình đầu của Hình 3.5. Việc xác định độ lớn của độ thay đổi gia tốc và độ lớn của vận tốc góc cũng như việc phát hiện các khoảng ZVI riêng lẻ theo cơng thức (3-8) được thể hiện trong 2 hình cuối của Hình 3.5. Như có thể thấy, việc xác định các khoảng ZVI dùng đơn lẻ cảm biến gia tốc hoặc cảm biến vận tốc góc đều cho kết quả
khơng chính xác. Do vậy cần kết hợp các khoảng ZVI do cảm biến gia tốc và vận tốc góc phát hiện như trong Hình 3.6. Trong đó, có 3 khoảng chuyển động và 4 khoảng ZVI tương ứng với việc thực hiện 3 sải chân ở thí nghiệm trên. Để tập trung chi tiết về dữ liệu và hoạt động của thuật tốn, Hình 3.5 và Hình 3.6 đã được cắt bỏ khoảng thời gian đầu và cuối tương ứng với việc bàn chân đứng yên trước và sau q trình thí nghiệm.
Về mặt định tính, vị trí ước lượng và sai số của việc ước lượng vị trí theo các trục được thể hiện trong các Hình 3.7, Hình 3.8, Hình 3.9 và Hình 3.10. Trong đó,
hình bên trái thể hiện vị trí bàn chân theo các trục với đường nét liền màu xanh thể hiện vị trí ước lượng, đường nét đứt màu đỏ thể hiện vị trí thực ghi lại bằng hệ thống OptiTrack trong khi hình bên phải thể hiện sai số của vị trí ước lượng so với vị trí thực.
Hình 3.6 Phát hiện ZVI của chuyển động từ các ZVI của cảm biến gia tốc và vận
tốc góc
Về mặt định lượng, Bảng 3.2 thể hiện các tiêu chí đánh giá sai số gồm sai số tối đa theo các trục, sai số trung bình trên các trục, sai số vị trí, sai số khoảng cách tương đối trong các trường hợp: chỉ sử dụng thuật toán INA, sử dụng bộ lọc Kalman
dùng cập nhật ZUPT, sử dụng cập nhật ZUPT kết hợp độ cao tại các khoảng ZVI và hệ thống đề xuất sử dụng cảm biến khoảng cách.
Trong Hình 3.7 cho thấy việc ước lượng vị trí sơ bộ của bàn chân sử dụng thuật tốn INA khơng sử dụng bộ lọc Kalman thì sai số của việc ước lượng bị tích luỹ và tăng lên rất nhanh, chỉ sau 3 sải chân đi sai lệch vị trí lên đến trên 34,9
tương ứng với sai số 1216% (xem cột 2 của Bảng 3.2) . Lúc này, đường vị trí ước lượng sẽ bị phân kỳ so với đường vị trí thực. Do vậy các hệ thống INS phải sử dụng các bộ lọc để hiệu chỉnh kết quả ước lượng.