Số 01/2021: Hệ thống định vị dẫn đường đa cảm biến sử dụng đồng thời trong nhà và ngoài trời - Số cuối

Image Content

​Chào đón năm mới 2021, Công ty ANTHI Việt Nam xin được gửi tới Quý Khách hàng và Đối tác lời chúc Sức khỏe và Thành công! Cảm ơn Quý độc giả cả nước đã dành sự quan tâm và theo dõi loạt Bản tin Công nghệ của Công ty chúng tôi trong những năm vừa qua. Chúng tôi luôn mong muốn mang đến cho bạn đọc cả nước những tin tức mới nhất trong lĩnh vực thu thập số liệu thực địa, đo đạc và bản đồ. Trong năm 2021, chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục duy trì được “Bản tin Công nghệ” hàng tuần, để mang đến cho Quý vị những thông tin cập nhật mới nhất trong các lĩnh vực có liên quan. Thay mặt những người làm Bản tin, một lần nữa xin được cảm ơn!

Karsten Mueller, Jamal Atman, Nikolai Kronenwett và Gert F. Trommer

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Lời giải vị trí chính xác được duy trì liên tục trong toàn bộ phân đoạn thiết bị hoạt động trong nhà với nhiều lần rẽ và đổi hướng. Tổng thời gian mà thiết bị hoạt động trong nhà là 112 giây. Các phép đo vị trí GPS xuất hiện sau khi thiết bị rời khỏi toà nhà tại vị trí số 4 và ngay lập tức cải thiện độ chính xác của lời giải dẫn đường. Tuy nhiên, do hệ thống tính toán xác định vị trí trong nhà đạt độ chính xác cao hơn trước khi ra khỏi toà nhà, nên chỉ một phần nhỏ trạng thái tồn tại trên bộ lọc. Quỹ đạo bay kết thúc trên đường đi bộ trong khuôn viên cạnh toà nhà cao tầng khác được đánh dấu bằng vị trí số 5.

Hình 7. Quỹ đạo bay thứ hai có tổng thời gian bay là 540 giây. Việc tính toán xác định vị trí chính xác được thực hiện ở phân đoạn tín hiệu GPS yếu nằm giữa vị trí số 1 và số 2, phân đoạn bay trong nhà nằm giữa vị trí số 3 và số 4 (Ảnh: K. Mueller, J. Atman, N. Kronenwett & G.F. Trommer)

Quỹ đạo bay thứ ba thể hiện trong Hình 8, là quỹ đạo bay thách thức nhất, với các sai số vị trí vượt qua hai quỹ đạo bay thứ nhất và thứ hai. Khó khăn bắt đầu ngay từ vị trí khởi đầu quỹ đạo, chỉ có sáu vệ tinh GPS tham gia vào tính toán vị trí và vận tốc tương đối của thiết bị. Sau một vài mét bay cho tới khi hệ thống ước định được vị trí tại điểm số 1. Giữa vị trí số 2 và số 3, phân đoạn này bay cạnh toà nhà cao tới 56 mét nên hệ thống không xác định được vị trí GPS chính xác trong thời gian hơn 30 giây. Trong phân đoạn này, quỹ đạo mà hệ thống tính toán được rõ ràng bị trượt đi theo phương Bắc tới vài mét. Thêm vào đó, tại vị trí số 2 hướng bay thay đổi một góc dưới 90 độ, điều này càng gây thêm độ dạt cho thiết bị bay. Trước khi bay vào trong toà nhà tại vị trí số 3, các phép đo vị trí GPS xuất hiện trở lại nên vị trí thiết bị được hiệu chỉnh chính xác hơn, giảm sai số theo hướng Bắc. Sau 57 giây bay bên trong toà nhà, thiết bị bay ra ngoài tại vị trí số 4. Lời giải vị trí vẫn bị lệch xa theo hướng Bắc, nhưng đã bắt đầu được hiệu chỉnh bởi các phép đo bổ sung nên độ chính xác ngày càng tốt hơn khi bay dọc theo đường đi bộ. Quỹ đạo bay kết thúc tại điểm khởi đầu.

Hình 8. Quỹ đạo bay thứ ba nhiều thách thức hơn. Trạng thái GPS luôn yếu do các toà nhà cao 56 mét nằm ở phần phía Bắc của quỹ đạo gây ra các sai số vị trí. Tại vị trí số 3 các phép đo GPS chính xác xuất hiện để hiệu chỉnh vị trí. Hệ thống cũng tính toán được lời giải dẫn đường độ chính xác cao ở phân đoạn bay trong nhà. (Ảnh: K. Mueller, J. Atman, N. Kronenwett & G.F. Trommer)

KẾT LUẬN

Hệ thống dẫn đường trong loạt Bản tin Công nghệ mà chúng tôi đăng tải được cấu thành bởi các phép đo GPS và các phép đo quan hệ xác định sự thay đổi để tính toán và cung cấp lời giải dẫn đường độ chính xác cao cho thiết bị ngay cả khi hoạt động trong cả hai môi trường kín và mở. Các quỹ đạo bay thử nghiệm cũng thể hiện rõ sai số vị trí nhỏ ngay cả khi hoạt động trong những điều kiện thách thức như các toà nhà cao tầng rất khó nhận được tín hiệu GPS. Tới thời điểm hiện tại, độ chính xác của phép định vị khi hoạt động trong môi trường kín (trong nhà) bị giới hạn bởi độ chính xác của GPS, trong tương lai với những nâng cấp và cải tiến hệ thống, nhóm nghiên cứu tin tưởng sẽ cải tạo được độ chính xác các lời giải dẫn đường bao gồm cả việc bổ sung thiết bị thu tín hiệu GNSS có khả năng thu GPS, GLONASS và Galileo để cải thiện đồ hình vệ tinh, tăng số vệ tinh hữu dụng đặc biệt là khi hoạt động ở các khu đô thị nhiều nhà cao tầng.

Thiết bị sử dụng trong qua trình nghiên cứu: GPS u-blox LEA-M8T; IMU ADIS16448; Cảm biến áp suất không khí Freescale NXP MP3H6115A; La bàn điện tử Honeywell HMC5843; Máy đo khoảng cách laser Hokuyo UTM-30LX; Máy ảnh IDS UI-3260CP; Máy tính NUC; Thiết bị bay MikroKopter và phần mềm điều khiển Pixhawk.

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn