sacdep1000can
New Member
Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Kỹ thuật điện tử -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2009
Khái quát chung về hệ thống định vị quán tính (INS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và hệ thống tích hợp INS/GPS. Nghiên cứu lý thuyết đường dẫn quán tính qua cấu trúc khối IMU, các hệ tọa độ, phương trình định vị, thuật toán Strapdown INS, lưu đồ thuật toán. Nghiên cứu bản chất của bộ lọc Kalman và việc ứng dụng bộ lọc Kalman trong hệ dẫn đường quán tính. Xây dựng hệ INS/GPS xử lý thời gian thực trong môi trường Linux và truyền dữ liệu qua mạng GSM/GPRS về trung tâm giám sát có trang bị bản đồ GIS. Tiến hành thực nghiệm và đánh giá các kết quả thu được để thấy rõ tính khả thi của hệ thống
Hiện nay vấn đề định vị và dẫn đường cho các vật thể chuyển động là một
vấn đề rất thiết thực đối với đời sống. Từ khi hệ định vị vệ tinh GNSS (Global
Navigation Satellite System) ra đời, cụ thể là hệ thống định vị toàn cầu đầu tiên
trên thế giới GPS (Global Navigation system ), đã đẩy mạnh sự phát triển của lĩnh
vực định vị dẫn đường cho ô tô, máy bay, tàu thuyền… Tuy nhiên hệ thống định vị
vệ tinh cũng đã bộc lộ nhiều hạn chế khi hoạt động riêng lẻ như các sai số truyền
thông, mất tín hiệu sóng, tần số cập nhật thấp và đặc biêt sự phuộc vào nhà cung
cấp dịch vụ.
Trước đây đã có nhiều hệ thống thiết bị cơ học được áp dụng để định vị và
xác định các thông số chuyển động của vật (INS – Inertial Navigation System, ví
dụ như hệ các đăng cho tàu ngầm, tàu biển), song vấn giá thành và độ chính xác
của các thiết bị này vẫn có nhiều hạn chế. Cùng với sự phát triển của công nghệ,
công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) đã có những bước phát triển đột phá, cho ra đời
hàng loạt sản phẩm vi cơ điện tử tích hợp với những ưu điểm như độ chính xác, độ
nhạy cao, giá thành rẻ, kích thước nhỏ gọn có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Một trong những sản phẩm của công nghệ vi cơ điện tử đó là các cảm biến vận tốc
góc (Gyro) và cảm biến gia tốc (Accelerometer). Các cảm biến này phối hợp với
nhau cho ra các thông số về vị trí cũng như trạng thái của vật thể một cách chính
xác trong thời gian ngắn với tốc độ cập nhật cao. Tuy nhiên hệ INS MEMS hoạt
động riêng lẻ lại gặp phải những sai số tích lũy theo thời gian từ các cảm biến quán
tính.
Ý tưởng kết hợp hai hệ thống INS và GPS thành một hệ tích hợp bổ trợ là
một giải pháp thông minh. Vừa có thể tận dụng độ chính xác trong thời gian dài của
hệ thống GPS lại có thể tận dụng được tốc độ cập nhật thông tin cao và độ chính
xác trong thời gian ngắn của hệ INS.
Trong thời gian 2005- 2008 học viên đã cùng tham gia nghiên cứu đề tài
QGTD0509 ”Nghiên cứu tích hợp hệ thống dẫn đường quán tính (DĐQT) trên cơ
sở cảm biến vi cơ điện tử phục vụ điều khiển dẫn đường phương tiện chuyển động”
và đã xây dựng được một hệ INS/GPS tích hợp sử dụng PCbox. Hệ thống này cũng
đã dành được giải ba trong cuộc thi Nhân Tài Đất Việt 2008.
Trong luận văn này, học viên tập trung nghiên cứu, xây dựng hệ INS/GPS xử
lý thời gian thực trong môi trường Linux nhúng trên hệ ARM kit S3C2440-IV, tiếp
đó truyền dữ liệu online qua mạng GSM/GPRS về trung tâm giám sát có trang bị
bản đồ GIS. Hệ đã được đem ra thực nghiệm và đã thu được những kết quả rất khả
quan.
Trong bốn thập kỷ gần đây việc sử dụng công nghệ quán tính trong các mục
đích quân sự và dân sự hàng không cũng như định vị cho các phương tiện chuyển
động trên mặt đất đã tăng rất nhanh chóng. Trong những năm gần đây, thế giới tập
trung vào nghiên cứu các hệ thống định vị quán tính có đáp ứng nhanh và giá thành
rẻ [6].
Những năm 60 của thế kỷ trước, hệ thống định vị tích hợp đã được nghiên
cứu, rất nhiều các loại cảm biến điện tử được sử dụng trong một hệ thống thu thập
các thông tin cần thiết để tìm ra vị trí “liên tục” của các phương tiện chuyển động
và làm giảm thiểu sai số của các cảm biến quán tính [34].
Hệ thống tích hợp bao gồm nhiều loại cảm biến định vị, cũng giống như khối
đo lường quán tính, ra đa Doppler, và hệ định vị bằng sóng radio (TACAN) đã
được sử dụng. Năm 1978, Hệ thống định vị tích hợp tối ưu đã được Sindlinger
nghiên cứu và đặt tên là “ Combined Navigation System ”- Hệ định vị tổng hợp
trong đó có sử dụng kết hợp hai hệ thống INS và GPS với nhau. Và sự phát triển
của hệ định vị dẫn đường tích hợp này bắt đầu từ đó [4].
1.1 Hệ thống định vị quán tính (INS)
Hệ thống định vị quán tính INS hoạt động dựa trên nguyên tắc của các hiện
tượng quán tính. “Trái tim” của hệ thống này là khối đo đường quán tính (Inertial
Measurement Unit - IMU). Những khối IMU thời kì đầu sử dụng những cảm biến
quán tính hoạt động theo nguyên tắc cơ khí. Những cảm biến cơ khí này thường có
kích thước lớn, hoạt động kém hiệu quả, giá thành cao và tiêu thụ nhiều năng
lượng; ứng dụng trong chủ yếu trong lĩnh vực quân sự. Xu hướng hiện tại đó là
giảm kích thước cũng như giá thành của các hệ thông định vị quán tính trong các
ứng dụng như định vị cá nhân, định vị xe car, phương tiện chuyển động không
người lái (UAV) và trong hàng không. Các ưu điểm của công nghệ gyro quang
(FOG) và công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) đã cho thấy những xu hướng phát triển
các hệ thống tích hợp rất khả quan. So sánh với những hệ thống cao cấp, hệ thống
INS giá rẻ có thể có sai số về vị trí và tư thế trong khoảng thời gian dài. Nguyên
nhân chủ yếu là do sự không chính xác các giá trị cảm biến đo được và do đó các
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Luận văn ThS. Kỹ thuật điện tử -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2009
Khái quát chung về hệ thống định vị quán tính (INS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và hệ thống tích hợp INS/GPS. Nghiên cứu lý thuyết đường dẫn quán tính qua cấu trúc khối IMU, các hệ tọa độ, phương trình định vị, thuật toán Strapdown INS, lưu đồ thuật toán. Nghiên cứu bản chất của bộ lọc Kalman và việc ứng dụng bộ lọc Kalman trong hệ dẫn đường quán tính. Xây dựng hệ INS/GPS xử lý thời gian thực trong môi trường Linux và truyền dữ liệu qua mạng GSM/GPRS về trung tâm giám sát có trang bị bản đồ GIS. Tiến hành thực nghiệm và đánh giá các kết quả thu được để thấy rõ tính khả thi của hệ thống
Hiện nay vấn đề định vị và dẫn đường cho các vật thể chuyển động là một
vấn đề rất thiết thực đối với đời sống. Từ khi hệ định vị vệ tinh GNSS (Global
Navigation Satellite System) ra đời, cụ thể là hệ thống định vị toàn cầu đầu tiên
trên thế giới GPS (Global Navigation system ), đã đẩy mạnh sự phát triển của lĩnh
vực định vị dẫn đường cho ô tô, máy bay, tàu thuyền… Tuy nhiên hệ thống định vị
vệ tinh cũng đã bộc lộ nhiều hạn chế khi hoạt động riêng lẻ như các sai số truyền
thông, mất tín hiệu sóng, tần số cập nhật thấp và đặc biêt sự phuộc vào nhà cung
cấp dịch vụ.
Trước đây đã có nhiều hệ thống thiết bị cơ học được áp dụng để định vị và
xác định các thông số chuyển động của vật (INS – Inertial Navigation System, ví
dụ như hệ các đăng cho tàu ngầm, tàu biển), song vấn giá thành và độ chính xác
của các thiết bị này vẫn có nhiều hạn chế. Cùng với sự phát triển của công nghệ,
công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) đã có những bước phát triển đột phá, cho ra đời
hàng loạt sản phẩm vi cơ điện tử tích hợp với những ưu điểm như độ chính xác, độ
nhạy cao, giá thành rẻ, kích thước nhỏ gọn có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Một trong những sản phẩm của công nghệ vi cơ điện tử đó là các cảm biến vận tốc
góc (Gyro) và cảm biến gia tốc (Accelerometer). Các cảm biến này phối hợp với
nhau cho ra các thông số về vị trí cũng như trạng thái của vật thể một cách chính
xác trong thời gian ngắn với tốc độ cập nhật cao. Tuy nhiên hệ INS MEMS hoạt
động riêng lẻ lại gặp phải những sai số tích lũy theo thời gian từ các cảm biến quán
tính.
Ý tưởng kết hợp hai hệ thống INS và GPS thành một hệ tích hợp bổ trợ là
một giải pháp thông minh. Vừa có thể tận dụng độ chính xác trong thời gian dài của
hệ thống GPS lại có thể tận dụng được tốc độ cập nhật thông tin cao và độ chính
xác trong thời gian ngắn của hệ INS.
Trong thời gian 2005- 2008 học viên đã cùng tham gia nghiên cứu đề tài
QGTD0509 ”Nghiên cứu tích hợp hệ thống dẫn đường quán tính (DĐQT) trên cơ
sở cảm biến vi cơ điện tử phục vụ điều khiển dẫn đường phương tiện chuyển động”
và đã xây dựng được một hệ INS/GPS tích hợp sử dụng PCbox. Hệ thống này cũng
đã dành được giải ba trong cuộc thi Nhân Tài Đất Việt 2008.
Trong luận văn này, học viên tập trung nghiên cứu, xây dựng hệ INS/GPS xử
lý thời gian thực trong môi trường Linux nhúng trên hệ ARM kit S3C2440-IV, tiếp
đó truyền dữ liệu online qua mạng GSM/GPRS về trung tâm giám sát có trang bị
bản đồ GIS. Hệ đã được đem ra thực nghiệm và đã thu được những kết quả rất khả
quan.
Trong bốn thập kỷ gần đây việc sử dụng công nghệ quán tính trong các mục
đích quân sự và dân sự hàng không cũng như định vị cho các phương tiện chuyển
động trên mặt đất đã tăng rất nhanh chóng. Trong những năm gần đây, thế giới tập
trung vào nghiên cứu các hệ thống định vị quán tính có đáp ứng nhanh và giá thành
rẻ [6].
Những năm 60 của thế kỷ trước, hệ thống định vị tích hợp đã được nghiên
cứu, rất nhiều các loại cảm biến điện tử được sử dụng trong một hệ thống thu thập
các thông tin cần thiết để tìm ra vị trí “liên tục” của các phương tiện chuyển động
và làm giảm thiểu sai số của các cảm biến quán tính [34].
Hệ thống tích hợp bao gồm nhiều loại cảm biến định vị, cũng giống như khối
đo lường quán tính, ra đa Doppler, và hệ định vị bằng sóng radio (TACAN) đã
được sử dụng. Năm 1978, Hệ thống định vị tích hợp tối ưu đã được Sindlinger
nghiên cứu và đặt tên là “ Combined Navigation System ”- Hệ định vị tổng hợp
trong đó có sử dụng kết hợp hai hệ thống INS và GPS với nhau. Và sự phát triển
của hệ định vị dẫn đường tích hợp này bắt đầu từ đó [4].
1.1 Hệ thống định vị quán tính (INS)
Hệ thống định vị quán tính INS hoạt động dựa trên nguyên tắc của các hiện
tượng quán tính. “Trái tim” của hệ thống này là khối đo đường quán tính (Inertial
Measurement Unit - IMU). Những khối IMU thời kì đầu sử dụng những cảm biến
quán tính hoạt động theo nguyên tắc cơ khí. Những cảm biến cơ khí này thường có
kích thước lớn, hoạt động kém hiệu quả, giá thành cao và tiêu thụ nhiều năng
lượng; ứng dụng trong chủ yếu trong lĩnh vực quân sự. Xu hướng hiện tại đó là
giảm kích thước cũng như giá thành của các hệ thông định vị quán tính trong các
ứng dụng như định vị cá nhân, định vị xe car, phương tiện chuyển động không
người lái (UAV) và trong hàng không. Các ưu điểm của công nghệ gyro quang
(FOG) và công nghệ vi cơ điện tử (MEMS) đã cho thấy những xu hướng phát triển
các hệ thống tích hợp rất khả quan. So sánh với những hệ thống cao cấp, hệ thống
INS giá rẻ có thể có sai số về vị trí và tư thế trong khoảng thời gian dài. Nguyên
nhân chủ yếu là do sự không chính xác các giá trị cảm biến đo được và do đó các
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links