GPS World, ngày 13 tháng 02 năm 2013

Hệ thống mới được phát triển bởi các nhà nghiên cứu thuộc Trường Đại học Carlos III Madrid - UC3M (Universidad Carlos III de Madrid). Hệ thống sử dụng đồng thời nhiều cảm biến khác nhau, nhằm cải thiện khả năng hoạt động của GPS trong xác định vị trí của phương tiện. Khi so sánh với các thiết bị GPS truyền thống độc lập, hệ thống mới này đạt độ tin cậy vượt trội lên đến 90 phần trăm. Những nhà nghiên cứu cũng khẳng định và đảm bảo rằng, hệ thống của họ cung cấp độ chính xác vị trí của phương tiện nằm trong khoảng từ 1 đến 2 mét ngay trong các khu vực đô thị.

Điểm khác biệt là hệ thống có thể lắp đặt được trên bất kỳ phương tiện giao thông nào với chi phí thấp và thậm chí có thể làm việc được với cả điện thoại thông minh, các nhà nghiên cứu cho biết. Những phát kiến mới này được các nhà nghiên cứu mô tả chi tiết trong báo cáo mang tên “Hợp nhất cảm biến hỗ trợ nâng cao khả năng dẫn đường trong khu vực đô thị”.

Hợp nhất cảm biến

Hệ thống thiết bị mẫu kết hợp tín hiệu GPS truyền thống với các cảm biến khác như cảm biến vận tốc, con quay hồi chuyển … nhằm giảm thiểu tối đa sai số trong việc đoán định vị trí điểm. “Chúng tôi đảm bảo được việc cải thiện và nâng cao khả năng xác định vị trí chính xác của phương tiện trong những trường hợp khó khăn lên tới 50 đến 90 phần trăm, phụ thuộc vào mức độ suy giảm tín hiệu định vị và thời gian mất tín hiệu định vị đối với máy thu GPS”, Ông David Martín nói, các nhà nghiên cứu làm việc tại Phòng thí nghiệm - Systems Intelligence Laboratory (LSI – Laboratorio de Sistemas Inteligentes) thuộc UC3M đã chứng minh được điều này. Hệ thống thiết bị mới được thiết kế và phát triển thông qua chương trình hợp tác giữa LSI và Nhóm nghiên cứu ứng dụng công nghệ - Applied Artificial Intelligence Group (GIAA – Grupo de Inteligencia Aplicada Artificial).

Đối với thiết bị định vị GPS thương mại cấp thấp như các thiết bị lắp trên xe ô tô, sai số tổng hợp có thể làm cho vị trí điểm định vịlệch tới 15 mét trong khu vực thoáng đãng, nơi máy thu có tầm nhìn mở rộng. Tuy nhiên, ở khu vực đô thị, việc xác định vị trí của phương tiện khó khăn hơn rất nhiều và sai số vị trí có thể lên tới 50 mét, do tín hiệu định vị bị chặn bởi các toà nhà cao tầng, cây xanh đô thị hay những con phố nhỏ hẹp. Trong những trường hợp đặc biệt khác như khi phương tiện di chuyển vào trong đường hầm, tín hiệu sẽ bị mất hoàn toàn điều này thực sự không chấp nhận được đối với các phương tiện vận tải yêu cầu đảm bảo an toàn ở mức cao như xe vận chuyển tiền, xe của yếu nhân hay xe chuyên dụng của cảnh sát.

“Các ứng dụng trong tương lai sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ công nghệ mới này. Hiện chúng tôi đang tiếp tục làm việc để kết hợp vào hệ thống lái, hệ thống tự động điều khiển đảm bảo an toàn chân phanh, chân ga cũng như hệ thống cảnh báo va chạm cho các phương tiện giao thông”, các nhà nghiên cứu cho biết thêm.

Một trong những vấn đề lớn nhất trong việc sử dụng GPS thương mại giá thành thấp ở trong khu vực đô thị chính là việc mất hoàn toàn tín hiệu định vị vệ tinh. “Vấn đề này xảy ra liên tục trong khu vực đô thị, các máy thu GPS thương mại giá thành thấp có khả năng khắc phục được vấn đề này dựa vào bản đồ và đoán định vị trí tiếp theo của phương tiện một cách tương đối”, Ông Martín nói. “Thiết bị này có thể chỉ cho lái xe biết vị trí tương đối của phương tiện hiện đang ở đâu, tuy nhiên không thể sử dụng được trong các hệ thống vận chuyển yêu cầu đảm bảo an ninh ở mức cao như đã đề cập ở trên”.

Các hợp phần cơ bản tạo thành hệ thống mới bao gồm máy thu GPS thương mại và thiết bị định hướng trong IMU tất cả đều là loại có giá thành rẻ trên thị trường, hệ thống được tích hợp tiếp với 3 cảm biến đo vận tốc và 3 con quay hồi chuyển nhằm xác định những thay đổi về vận tốc và hướng lái do người điều khiển phương tiện thực hiện. Tất cả sau đó sẽ kết nối với máy tính vận hành phần mềm ứng dụng có khả năng kết hợp, trộn số liệu và hiệu chỉnh các sai số dựa trên hệ thống toạ độ nhất định. Ông Enrique Martí, một trong những thành viên của UC3M - GIAA giải thích, “Phần mềm ứng dụng này được phát triển dựa trên kiến trúc sử dụng thông tin tổng hợp và các thuật toán mạnh khác (như bộ lọc Kalman) nhằm loại bỏ các biến số xuất hiện liên tục do việc suy giảm tín hiệu định vị nhận được từ máy thu GPS, hay việc mất đi từng phần các vệ tinh quan sát được”.

Hệ thống mẫu hiện tại có thể lắp đặt trên bất kỳ phương tiện giao thông nào. Hệ thống đã làm việc hoàn chỉnh trên xe IVVI (Intelligent Vehicle based on Visual Information) trong ảnh, đây chính là chiếc xe sử dụng cho các nhà khoa học và sinh viên của Trường Đại học trong quá trình nghiên cứu và thử nghiệm.

Các nhà nghiên cứu của LSI và UC3M làm việc trên “chiếc xe thông minh” này có thể thu và nội suy được tất cả thông tin liên quan đến phương tiện, đường xá giao thông cũng như những phản ứng điều khiển của lái xe. Ngoài các thiết bị đã nói ở trên, nhóm nghiên cứu cũng sử dụng các camera kỹ thuật số, thiết bị đo hồng ngoại và laser để xác định việc lái xe chuyển làn trên đường, lái xe phản ứng khi vượt qua phần dành cho người đi bộ sang đường, cũng như việc đáp ứng đèn tín hiệu, bảng cảnh báo tốc độ và phân tích mức độ buồn ngủ của lái xe trong chế độ thời gian thực.

Những bước đi tiếp theo

Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành phân tích khả năng phát triển của hệ thống để có thể sử dụng các cảm biến tích hợp vào điện thoại di động thông minh, bởi thực tế các loại điện thoại di động thông minh thế hệ mới đã được trang bị tới hơn 10 loại cảm biến khác nhau như cảm biến vận tốc, con quay hồi chuyển, la bàn từ, GPS và camera, kết hợp với các phương thức kết nối khác như Wi-Fi, Bluetooth hay GSM.

“Chúng tôi đang bắt đầu tiến hành việc tích hơn hệ thống số liệu này vào điện thoại di động”, Ông Enrique Martí cho biết, “Theo đó hệ thống sẽ tích hợp tất cả số liệu đo thu được từ các cảm biến có sẵn trong điện thoại nhằm đưa ra kết quả giống như những gì chúng tôi đã có được từ hệ thống mẫu thử nghiệm, đặc biệt là giá thành sẽ thấp hơn nhiều, khi vượt qua được thử nghiệm này cũng có nghĩa rằng tất cả mọi người có thể bỏ gọn trong túi một thiết bị định vị dẫn đường có độ chính xác cao hơn và có khả năng hoạt động được ở mọi nơi, mọi lúc”.

Khi cần thêm thông tin chi tiết, Quý vị có thể liên hệ với chúng tôi qua địa chỉ thư điện tử:

info@anthi.com.vn