Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Thiết kế và xây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS trên cơ sở linh kiện vi cơ điện tử dùng cho các phương tiện giao thông đường bộ

Nghiên cứu trình bày trong tài liệu trích dẫn đã đưa ra một thuật toán Map matching mới dựa trên mô hình Hidden Markov có khả tìm ra con đường thích hợp nhất. Thuật toán MM dựa trên luật logic mờ dùng cho phương tiện đường bộ được trình bày trong tài liệu . Ngoài ra, còn rất nhiều các nghiên cứu khác về MM đã được các nhà nghiên cứu trên thế giới thực hiện thành công như trong các tài liệu trích dẫn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án Tiến sĩ: Thiết kế và xây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS trên cơ sở linh kiện vi cơ điện tử dùng cho các phương tiện giao thông đường bộĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘITRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆNguyễn Văn ThắngTHIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNGHỆ THỐNG DẪN ĐƢỜNG TÍCH HỢP INS/GPSTRÊN CƠ SỞ LINH KIỆN VI CƠ ĐIỆN TỬ DÙNG CHOCÁC PHƢƠNG TIỆN GIAO THÔNG ĐƢỜNG BỘChuyên ngành: Kỹ thuật điện tửMã số: 62520203TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬTĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNGHà Nội – 20171Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Công nghệ,Đại học Quốc gia Hà NộiNgười hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Chử Đức TrìnhPGS.TS. Trần Đức TânPhản biện: PGS.TS. Bạch Nhật HồngPhản biện: TS. Đỗ Trung KiênPhản biện: PGS.TS. Nguyễn Đức MinhLuận án được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Quốc giachấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Công nghệ, Đạihọc Quốc gia Hà Nội vào hồi 9 giờ 00 ngày 11 tháng 8năm2017Có thể tìm hiểu luận án tại:- Thư viện Quốc gia Việt Nam- Trung tâm Thông tin - Thư viện, Đại học Quốc gia Hà Nội2MỞ ĐẦULý do chọn đề tàiMột trong những hệ thống định vị được sử dụng rộng rãi nhấthiện nay là hệ định vị toàn cầu GPS. Hệ thống này hoạt động hiệuquả trong môi trường thuận lợi như thời tiết tốt, không bị che chắn.Tuy nhiên, khi GPS hoạt động trong điều kiện thời tiết xấu, tại cáckhu bị che chắn thì sẽ làm giảm thậm chí mất khả năng định vị.Trong khi đó hệ dẫn đường quán tính INS có khả năng hoạt độngtự trị, có độ chính xác cao trong khoảng thời gian ngắn và có tốc độcập nhật cao. Tuy nhiên, INS làm việc kém hiệu quả trong khoảngthời gian dài do hiện tượng tích lũy của các cảm biến.Một trong những giải pháp được coi là tối ưu nhất là sự kết hợpgiữa GPS và INS để tạo ra hệ tích hợp INS/GPS. Tuy nhiên, ngay cảkhi kết hợp chúng với nhau đặc biệt là đối với các hệ tích hợp thươngmại vẫn tồn tại sai số nhất định.Với những lý do trên đã đang và tiếp tục đòi hỏi những nghiêncứu mới nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả làm việc của chúng.Rất nhiều các nghiên cứu trong và ngoài nước đã thành công và đượcứng dụng trong thực tế. Tuy vậy, mỗi nghiên cứu đều dừng lại ở mộtmức độ thành công. Chính vì vậy, tác giả đã chọn đề tài “Thiết kế vàxây dựng hệ thống dẫn đường tích hợp INS/GPS trên cơ sở linh kiệnvi cơ điện tử dùng cho các phương tiện giao thông đường bộ” choluận án tiến sĩ của mình.Đối tượng nghiên cứuHệ thống GPS, INS, hệ tích hợp phần cứng INS/GPS thương mạivà các biện pháp nâng cao chất lượng làm việc và các cảm biến đovận tốc góc trong khối đo lường quán tính IMU.1Mục đích nghiên cứuTìm ra các thuật toán mới kết hợp với dữ liệu trong bản đồ số đểnâng cao chất lượng định vị và dẫn đường của hệ tích hợp INS/GPSthương mại. Đồng thời, đưa ra một cấu trúc mới về cảm biến đo vậntốc góc kiểu Tuning Fork (TFG) dựa trên công nghệ MEMS.Phương pháp nghiên cứuPhương pháp nghiên cứu của luận án là kết hợp nghiên cứu, tínhtoán lý thuyết và thiết kế, mô phỏng bằng phần mềm và mô phỏngtrên dữ liệu thực nghiệm.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận ánĐưa ra thuật toán mới có thể kết hợp với bản đồ số để ứng dụngvào hệ định vị và dẫn đường INS/GPS. Ngoài ra còn thiết kế đượcmột cấu trúc mới về cảm biến đo vận tốc góc kiểu Tuning Fork (tạora một cấu trúc linh kiện mới về cảm biến vận tốc).Căn cứ vào những kết quả nghiên cứu và mô phỏng có thể tạo rasản phẩm thực tế là một linh kiện cảm biến đo vận tốc góc kiểuTuning Fork (TFG). Đồng thời, có thể đưa vào ứng dụng thực tế mộthệ định vị tích hợp INS/GPS thương mại làm việc hiệu quả hơn bằngthuật toán vừa được nghiên cứu.Cấu trúc của luận ánMở đầuChương 1: Tổng quanChương 2: Hệ dẫn đường tích hợp INS/GPS và các biện phápnâng cao chất lượng.Chương 3: Cấu trúc cảm biến đo vận tốc góc kiểu vi saiKết luận và kiến nghị2Chương 1: TỔNG QUAN1.1.Đặt vấn đềTrong lĩnh vực định vị và dẫn đường, các hệ đơn lẻ như GPS, INShay các hệ tích hợp như hệ INS/GPS đều có sai số nhất định và đặcbiệt là các hệ giá rẻ, được thương mại hóa. Vì vậy, cần có các giảipháp nâng cao chất lượng, hiệu quả làm việc của chúng mà khônglàm tăng giá thành của sản phẩm. Chính vì vậy cần có các nghiêncứu để thực hiện điều đó. Có nhiều giải pháp để thực hiện như tìm racác thuật toán thông minh, hiệu quả cho việc tích hợp hai hệ thống(bộ lọc Kalman, Kalman thích nghi…); nâng cao thuật toán dẫnđường (Map matching); căn chỉnh để giảm lỗi ngay khi hệ thống bắtđầu làm việc; hay nâng cao chất lượng INS mà cụ thể là các cảmbiến và sự kết hợp chúng với nhau. Về mặt cấu tạo, INS gồm mộtkhối đo lường quán tính (IMU) và một thuật toán dẫn đường. Trongđó, IMU được cấu tạo bởi các cảm biến và thông thường là 3 cảmbiến đo gia tốc và 3 cảm biến đo vận tốc góc (Gyroscope).Để tạo ra hệ dẫn đường như mong muốn luận án đưa ra hai giảipháp cụ thể để nâng cao chất lượng hệ tích hợp INS/GPS thương mạisẵn có là: Cải tiến về hệ thống và cải tiến về linh kiện của hệ thống.1.2.Tổng quan về Gyroscope và hệ tích hợp INS/GPS1.2.1. Tổng quan nghiên cứu về MEMS và các cảm biến dựa trêncông nghệ MEMSCác linh kiện MEMS ra đời vào năm 1954 và được phát triểnmạnh mẽ từ cuối năm 1959. Công nghệ MEMS ra đời là khởi nguồncủa các vi cảm biến và các bộ kích thích/chấp hành làm nhiệm vụnhận biết môi trường và sự thay đổi trong môi trường đó [55]. Vì3 ...