4. Đề xuất cỏc giải phỏp mới, nội dung và phƣơng phỏp nghiờn cứu
4.2. xuất giải phỏp phõn tỏn cho hệ thống tớch hợp GPS/INS
Cỏc giải phỏp thiết kế hệ thống tớch hợp GPS/INS trƣớc đõy xử lý dữ liệu chấp nhận sai số tớch lũy của INS và sử dụng bộ lọc Kalman hay cỏc cơ chế bự để hiệu chỉnh kết quả. Cỏc cảm biến, INS và module thu tớn hiệu GPS đƣợc gắn trờn đối tƣợng chuyển động. Dữ liệu thu đƣợc sẽ đƣợc xử lý và lọc ngay trờn vi xử lý của thiết bị này. Dữ liệu sau khi lọc đƣợc đƣa về trạm giỏm sỏt để hiển thị. Điều này gõy khú khăn trong vấn đề thời gian thực đối với vi xử lý của thiết bị trờn xe, trong khi thiết bị tại trạm là những mỏy tớnh mạnh thỡ chỉ làm cụng việc đơn giản là hiển thị bản đồ số. Phần tiếp theo giới thiệu một giải phỏp cụng nghệ hoàn toàn khỏc biệt với những ý tƣởng mới là xử lý phõn tỏn dữ liệu. Giải phỏp này chia cụng việc lọc hiệu chỉnh chống trụi dữ liệu cho MEMS INS cho thiết bị trờn xe, giỳp cho hệ thống MEMS INS cú khả năng tự chỉnh để hoạt động độc lập đƣợc, và đƣa xử lý lọc Kalman về trạm.
Cơ sở cho ý tƣởng theo nhƣ phõn tớch ở chƣơng 3 nhằm chống trụi INS dựa trờn sự đầy đủ cỏc thụng tin Gyro, Acc, Mag tại cựng một gốc tọa độ là tõm của đối tƣợng tại cựng một thời điểm tớnh toỏn, từ đú dựa vào cỏc yếu tố trực giao để tớnh toỏn tỏi cấu trỳc (Orthogonal) cỏc vector và nguyờn tắc bỡnh thƣờng húa (Normalized) để tớnh toỏn lại cỏc phần tử cho ma trận quay R. Cỏc kết quả này đƣợc sử dụng để tớnh toỏn lại cỏc gúc quay cơ sở, vận tốc và khoảng di chuyển dựa trờn cỏc quy luật khỏc nhau. Những tiền đề cho ý tƣởng hiệu chỉnh chống trụi dữ liệu INS chỉ đƣợc hỡnh thành từ sau năm 2009 khi INS 6-DOF ra đời, tuy nhiờn ở thời điểm này cỏc hệ thống MEMS INS chƣa thể phỏt triển đƣợc khả năng tự hiệu chỉnh. Tham số hiệu chỉnh gúc hƣớng đƣợc cập nhật với tớn hiệu la bàn [91] hoặc lấy từ GPS [88]. Phƣơng phỏp này
chỉ đƣợc thực sự phỏt triển mạnh mẽ từ cuối năm 2012 khi INS 9-DOF ra đời với đầy đủ thụng số gúc hƣớng theo cỏc phƣơng từ trƣờng trỏi đất.
Luận ỏn đó phỏt triển phƣơng phỏp tự động hiệu chỉnh ma trận quay và ứng dụng thiết kế hệ thống trờn cơ sở giải phỏp phõn tỏn. Giải phỏp mới trong luận ỏn đƣợc thể hiện rừ trong ứng dụng thực tế với yờu cầu thiết kế một hệ tớch hợp GPS/INS mới trờn cơ sở sử dụng cỏc thiết bị MEMS INS 9-DOF tiờn tiến, ỏp dụng bộ lọc cỏc thụng số cho ma trận quay R và hoàn thiện thuật toỏn lọc UKF tại trạm. Cụ thể, cụng việc bao gồm: phỏt triển phần cứng và hoàn thiện chƣơng trỡnh phần mềm cho hệ thống nhỳng của thiết bị gắn trờn xe sử dụng hệ tớch hợp GPS/INS với phƣơng phỏp tự hiệu chỉnh ma trận quay; hoàn thiện module phần mềm giỏm sỏt định vị trờn cơ sở sử dụng bộ lọc UKF cho đối tƣợng phi tuyến với cỏc chế dộ hoạt động khỏc nhau cú thể thay đổi linh động theo tớn hiệu đầu vào của hệ thống, ỏp dụng cho phƣơng tiện giao thụng vận tải đƣờng bộ là xe bus.