4. Đề xuất cỏc giải phỏp mới, nội dung và phƣơng phỏp nghiờn cứu
4.6. Kết luận chƣơng 4
Luận ỏn đó phỏt triển thành cụng phƣơng phỏp tớnh toỏn trờn miền rời rạc kết hợp bự dữ liệu trờn cơ sở sử dụng logic mờ cho cỏc hệ thống INS khụng cú vector từ trƣờng (giới hạn dƣới 6-DOF). Luận ỏn đƣa ra giải phỏp bự dữ liệu INS bằng cỏch so sỏnh gúc yaw tớnh toỏn đƣợc từ INS với gúc của một la bàn điện tử tớch hợp trong hệ thống. Gúc lệch giữa la bàn và gúc yaw của INS, kết hợp với cỏc đặc điểm chuyển động của đối tƣợng, là tớn hiệu đầu vào cho bộ điều khiển mờ để bự dữ liệu. Thuật toỏn này cần đƣợc khảo sỏt thực tế với mỗi đối tƣợng cụ thể để đƣa ra cỏc luật bự cho phự hợp. Kết quả này đó đƣợc bỏo cỏo tại Hội thảo toàn quốc về Cơ Điện tử VCM 2012. [PHỤ LỤC, Bảng 3]
Sự ra đời của dũng cảm biến MEMS INS Razor 9-DOF (2012) đó tạo ra một bƣớc tiến đột phỏ trong lĩnh vực thiết kế hệ thống tớch hợp GPS/INS. Với thiết bị tiờn tiến này, luận ỏn đó phỏt triển và ứng dụng thành cụng phƣơng phỏp xử lý chống trụi cỏc phần tử của ma trận quay R, từ đú thiết kế thành cụng thiết bị tớch hợp GPS/INS với độ chớnh xỏc cao. Khỏc với lọc Kalman xử lý dữ liệu ở bƣớc sau, tức là lấy kết quả đó bị tớch lũy sai số của INS để tớnh toỏn, đõy là một giải phỏp mới trong thiết kế hệ thống sử dụng MEMS INS bởi khả năng xử lý dữ liệu ở cấp độ đo lƣờng khi điều chỉnh chống trụi cỏc phần tử ma trận quay (Ri,j) thành cỏc giỏ trị cập nhật ( ) sau mỗi bƣớc tớnh để tớnh toỏn chớnh xỏc cỏc giỏ trị đầu ra của hệ thống INS. Phƣơng phỏp này giỳp INS 9-DOF cú thể làm việc độc lập và tự hiệu chỉnh nú, khỏc với cỏc giải phỏp trƣớc đõy là dựng GPS để hiệu chỉnh lại tớn hiệu trong khi vẫn cộng dồn sai số của INS theo thời gian.
Với sự thành cụng của phƣơng phỏp tự động hiệu chỉnh ma trận quay, luận ỏn trỡnh bày một giải phỏp mới thiết kế hệ thống tớch hợp GPS/INS trờn cơ sở cấu trỳc phõn tỏn đối với cỏc hệ INS 9-DOF. Giải phỏp phõn tỏn này chia cỏc cụng việc xử lý ở cỏc phần khỏc nhau của hệ thống nhằm tận dụng tối đa khả năng của mỗi thành phần. Đối với đối tƣợng trờn xe, luận ỏn phỏt triển phƣơng phỏp hiệu chỉnh cỏc tham số của ma trận quay cho firmware của hệ thống nhỳng và đƣa vào lập trỡnh cho hệ thống nhỳng Arduino R3/YUN.
Trong phần giỏm sỏt thiết bị tại trạm, luận ỏn đó phỏt triển thành cụng bộ lọc UKF linh động tự động chuyển đổi chế độ hoạt động theo tớn hiệu đầu vào. Giải thuật
của bộ lọc UKF đƣợc trỡnh bày dƣới dạng cỏc thuật toỏn lập trỡnh và triển khai cụ thể trờn Matlab ỏp dụng cho mụ hỡnh tớch hợp, là mụ hỡnh phi tuyến của đối tƣợng và phƣơng trỡnh tuyến tớnh của mụ hỡnh đo đạc, ứng dụng cho đối tƣợng cụ thể là xe bus. Bộ lọc UKF đó nõng cao chất lƣợng quỹ đạo chuyển động của xe bus, đồng thời giỏm sỏt đƣợc một số thụng số chuyển động và trạng thỏi vận hành của xe theo yờu cầu.
Một hƣớng phỏt triển đƣợc quan tõm là ứng dụng cho cỏc hệ thống chuyển động trong trƣờng hợp mất GPS trong khoảng thời gian ngắn. Lỳc này hệ thống cần cú một hệ quy chiếu tiờu chuẩn khỏc thay cho GPS, vớ dụ nhƣ hệ thống phỏt súng radio ba điểm cụng suất cao nhƣ hệ RTK-GPS [64]. Tuy nhiờn trở ngại của phƣơng phỏp này là rất khú khăn trong vấn đề đồng bộ thời gian. Thờm vào đú, phỏt súng radio cụng suất cao trong khu vực cú dõn cƣ cũng khụng phải là giải phỏp tốt. Thực chất thuật toỏn UKF trong luận ỏn cũng cú thể phần nào giải quyết vấn đề này với hai mode hoạt động. Khi hoạt động trong mode 2 với tớn hiệu tham chiếu lấy từ bus CAN, trong khi chƣa cập nhật đƣợc tớn hiệu từ GPS hệ thống vẫn cú khả năng định vị bỏm theo chuyển động thực tế, tuy nhiờn chất lƣợng chƣa cao do tốc độ chậm của vi xử lý và INS.
Kết quả nghiờn cứu của bao gồm cả cơ sở lý thuyết về giải phỏp mới, thiết kế phần cứng và phần mềm, đó đƣợc đƣa vào ứng dụng thực tế trong quản lý giỏm sỏt xe bus và đƣợc đỏnh giỏ cao tại một đất nƣớc cú nền khoa học phỏt triển nhƣ Italia. Một loạt cỏc thiết bị dạng này đó đƣợc phỏt triển và ứng dụng trong hệ thống quản lý giỏm sỏt phƣơng tiện giao thụng vận tải tại Trento, Italia. Nú đó đƣợc thử nghiệm thành cụng trờn 6 xe bus, gồm 3 xe MAN Lion’s City Hybrid A37 và 3 xe Van Hool A330 Hybrid bus. Trờn cơ sở đỏnh giỏ kết quả của chƣơng trỡnh quản lý giỏm sỏt hai loại xe thử nghiệm này, kết quả của luận ỏn ngoài việc nõng cao chất lƣợng giỏm sỏt quản lý xe bus cũn cú thể giỏm sỏt và đỏnh giỏ hoạt động của cỏc xe lai Hybrid Diesel-Điện trờn một tuyến đƣờng nỳi về đƣờng đi, tốc độ, hiệu suất sử dụng năng lƣợng, từ đú bố trớ lịch trỡnh hoạt động của xe một cỏch hợp lý. Ngoài ra, thiết bị cũn đƣợc sử dụng để đỏnh giỏ và phõn tớch ảnh hƣởng của phong cỏch lỏi xe trờn hiệu suất xe trong cỏc điều kiện giao thụng khỏc nhau.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ