Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Tự hiệu chuẩn cảm biến và nâng cao độ chính xác của hệ thống dẫn đường cho các đối tượng chuyển động trên mặt đất

Luận án đã đưa ra được phương pháp mới xác định các giá trị sai số hệ thống của cảm biến gia tốc, cảm biến từ trường, cảm biến vận tốc góc, phù hợp với điều kiện thực tế sử dụng trong nước. Xây dựng được thuật toán kết hợp thông tin từ nhiều cảm biến, cải thiện độ chính xác xác định góc định hướng, vận tốc, vị trí của đối tượng chuyển động, tiếp cận và từng bước làm chủ công nghệ cao của thế giới.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Tự hiệu chuẩn cảm biến và nâng cao độ chính xác của hệ thống dẫn đường cho các đối tượng chuyển động trên mặt đất BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRIỆU VIỆT PHƯƠNG TỰ HIỆU CHUẨN CẢM BIẾN VÀ NÂNG CAO ĐỘCHÍNH XÁC CỦA HỆ THỐNG DẪN ĐƯỜNG CHO CÁC ĐỐI TƯỢNG CHUYỂN ĐỘNG TRÊN MẶT ĐẤT Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa Mã số : 62520216 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội – 2017 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Thị Lan Hương 2. PGS.TS Trịnh Quang Thông Phản biện 1:…………………………….. Phản biện 2:…………………………….. Phản biện 3:…………………………….. Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiếnsĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU1. Tính cấp thiết của đề tài Nhu cầu định vị và dẫn đường chính xác cho các đối tượng chuyển độngmặt đất ngày càng tăng. Các đối tượng chuyển động mặt đất chủ yếu dichuyển trên các địa hình bằng phẳng, ít có sự thay đổi bất thường về độ cao,với đặc thù số lượng phương tiện lớn, khoảng cách giữa các đối tượng khidi chuyển nhỏ, yêu cầu về thông tin cung cấp phải liên tục, độ chính xác xácđịnh vị trí cao. Vì vậy xây dựng hệ dẫn đường kết hợp INS/GNSS (phổ biếnlà INS/GPS) giá thành phải rẻ, dễ dàng triển khai lắp đặt cho đối tượngchuyển động mặt đất là phù hợp. Tuy nhiên, giá thành rẻ dẫn tới độ chínhxác của hệ thống không cao. Do đó, cần thiết phải nâng cao độ chính xác,tin cậy của hệ thống kết hợp này. Để nâng cao độ chính xác có thể tập trung vào: nâng cao thuật toán kếthợp thông tin; nâng cao độ chính xác hệ INS; nâng cao độ chính xác hệGPS. Việc nâng cao độ chính xác, tin cậy của hệ GPS đã được nghiên cứunhiều trên thế giới. Tuy nhiên, đây chỉ là các nghiên cứu riêng rẽ về GPS, ítđược đánh giá trong hệ kết hợp INS/GPS. Ngoài ra, với các nước như ViệtNam thì việc phụ thuộc công nghệ nước ngoài cũng là trở ngại lớn khinghiên cứu nâng cao độ chính xác hệ GPS. Các thuật toán kết hợp thông tinhiện nay cũng rất đa dạng, đáp ứng tốt về tính ổn định và tin cậy. Đối với hệINS, độ chính xác của cảm biến có vai trò quyết định, ảnh hưởng trực tiếpđến độ chính xác xác định vị trí của đối tượng chuyển động. Các nghiên cứuliên quan đến độ chính xác cảm biến trong hệ INS chủ yếu tập trung xử lýsai số đơn lẻ cho từng cảm biến, các phương pháp đã đưa ra chưa phù hợpvới đặc thù của các đối tượng chuyển động mặt đất như: di chuyển liên tục,yêu cầu thao tác lắp đặt, vận hành đơn giản, dễ dàng, thường xuyên phảihiệu chuẩn lại. Ở Việt Nam hiện nay, nhiều hệ thống giám sát hành trình, giám sátphương tiện vận tải dựa trên các hệ GNSS đã được triển khai. Tuy nhiên, dođặc thù của hệ GNSS, nên các hệ thống này chưa đáp ứng được yêu cầumong đợi. Cụ thể, thông tin vận tốc, vị trí bị gián đoạn khi phương tiện dichuyển vào khu vực không có tín hiệu vệ tinh, khu vực có các công trìnhcao tầng, đường hầm…Các hệ dẫn đường kết hợp xây dựng trên nền tảng hệINS MEMS giá rẻ cũng đã được một số nhà khoa học, các đơn vị khoa họctrong nước đầu tư nghiên cứu. Tuy nhiên số lượng nghiên cứu còn ít, chủyếu tập trung theo hướng tiếp cận lý thuyết, nghiên cứu các cấu trúc, giảipháp kết hợp thông tin giữa INS và GNSS (chủ yếu là GPS) mà chưa tậptrung vào nâng cao độ chính xác của từng hệ thống, đặc biệt là hệ INS, chưađưa ra được phương pháp đánh giá, xử lý sai số phù hợp với đặc tính củacảm biến và ứng dụng thực tiễn. 12. Mục đích nghiên cứu Nâng cao độ chính xác xác định vị trí của hệ dẫn đường quán tính sửdụng các cảm biến MEMS thương mại giá rẻ. Từ cơ sở hệ INS đã cải thiện,xây dựng hệ dẫn đường kết hợp INS/GPS giá rẻ, chất lượng cao phục vụdẫn đường các đối tượng chuyển động trên mặt đất. Làm chủ được côngnghệ tích hợp, xây dựng được hệ thống dẫn đường kết hợp có độ tin cậy,chính xác cao, áp dụng trong quản lý giao thông vận tải, hỗ trợ quản lý nhànước về đo lường đối với hoạt động thanh, kiểm tra phát hiện gian lận trongkinh doanh vận tải taxi phù hợp với điều kiện trong nước.3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu chính của luận án gồm: - Phương pháp, quy trình tự hiệu chuẩn các cảm biến phù hợp với mụcđích và đối tượng áp dụng của nghiên cứu thông qua việc phân tích đánh giákết quả đo của khối đo lường quán tính (Inertial Measurement Unit - IMU). - Phương pháp kết hợp kết quả đo của cảm biến gia tốc, cảm biến vậntốc góc, cảm biến từ trường, nâng cao độ chính xác xác định góc địnhhướng, ...