基于车载GPS/INS系统的道路线形多参数识别技术研究

发布时间：2021-08-14 17:33

　　道路是汽车行驶的载体,道路线形参数的优良也直接影响着汽车行驶安全性及稳定性。在汽车的侧翻模型中,汽车转弯半径,道路坡度值等道路线形参数是引起汽车侧翻的重要因素。因此,为了研究道路线形参数对汽车行驶稳定性的影响,就需要准确的获取汽车转弯半径,道路坡度值等道路线形参数。依据道路设计图纸获取道路线形参数对于修建年代久远的道路存在误差较大的不足。利用人工测量的方法虽能获取比较准确的道路线形参数,但测量过程耗时久,且需要封闭道路。由于汽车行驶过程中的行驶车速、方向、轨迹及姿态参数能够反映行驶道路的线形参数。因此,本文提出了一种基于车载GPS/INS设备获得的汽车行驶过程中的行驶车速、方向、轨迹及姿态参数,快速、准确的识别道路平纵曲线线形参数的方法。为了能够获取比较精确的原始数据,针对常用的车载GPS设备易出现信号丢失的问题,提出了将GPS/INS设备应用到汽车行驶过程中的行驶车速、方向、轨迹及姿态参数的采集过程中。由于道路情况复杂,在不同等级路面上采集的数据中混杂的噪声频率不尽相同。因此,需要在处理前确定截止频率的常规低通滤波方法不能满足本文数据消噪的要求。由于小波分析在处理信号时,能够根据频率... 

【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究目的及意义
    1.4 研究内容
    1.5 本章小结
第二章 基于车载GPS/INS设备的数据采集
    2.1 汽车行驶安全稳定性与道路线形参数的关系
    2.2 数据采集设备
    2.3 GPS/INS设备常用坐标系
    2.4 GPS概述及定位原理
        2.4.1 GPS概述
        2.4.2 GPS定位原理
    2.5 GPS/INS组合工作
    2.6 数据采集
    2.7 本章小结
第三章 数据预处理
    3.1 常用信号预处理方法
        3.1.1 理想低通滤波器
        3.1.2 巴特沃斯低通滤波器
        3.1.3 切比雪夫低通滤波器
        3.1.4 椭圆低通滤波器
        3.1.5 低通滤波实例
    3.2 小波消噪
        3.2.1 小波的定义
        3.2.2 小波变换的滤波方法
        3.2.3 小波消噪实例
    3.3 本章小结
第四章 综合多参数道路线形参数提取
    4.1 线路偏心改正
    4.2 道路平曲线线形参数识别方法
        4.2.1 道路平曲线线形特征
        4.2.2 常用道路平曲线线形识别方法
    4.3 航向角介绍及采集数据的预处理
        4.3.1 航向角与汽车行驶轨迹的关系
        4.3.2 航向角预处理
    4.4 基于航向角变化的道路平曲线线形参数识别方法
        4.4.1 识别航向角曲线中的斜率变化点
        4.4.2 直线段、圆曲线段的曲线拟合
        4.4.3 拟合得到的参数的校验
    4.5 道路纵曲线概述
    4.6 道路纵曲线线形参数的提取
        4.6.1 高程测量方法
        4.6.2 高程系统
        4.6.3 根据汽车行驶车速的道路坡度测量方法
        4.6.4 GPS坡度角精确度的验证
    4.7 道路纵曲线参数提取算法
    4.8 本章小结
第五章 基于车载GPS/INS技术的道路参数识别系统开发
    5.1 MATLAB独立运行程序
    5.2 MATLAB程序的搭建
        5.2.1 采集数据的读取
        5.2.2 曲线绘制及道路线形参数提取、输出
        5.2.3 采集软件与数据分析软件的整合
    5.3 道路线形参数提取系统实例
        5.3.1 道路平曲线线形参数实例
        5.3.2 道路纵曲线线形参数实例
    5.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文和专利
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于航向角变化的趋势集合轨迹特征划分算法[J]. 李翔,张江水,杨柏欣,王希.  地球信息科学学报. 2015(10)
[2]基于航向角和位置偏差控制的驾驶员模型[J]. 陈焕明,郭孔辉.  农业机械学报. 2013(10)
[3]基于曲率分析的地图匹配算法研究[J]. 李星军,杨海忠.  科学技术与工程. 2012(29)
[4]利用车辆轨迹数据提取道路网络的几何特征与精度分析[J]. 蒋益娟,李响,李小杰,孙靖.  地球信息科学学报. 2012(02)
[5]道路线形特征自动分类方法[J]. 李会英,曹凯,王晓原.  计算机应用. 2011(06)
[6]整体最小二乘法直线拟合[J]. 丁克良,沈云中,欧吉坤.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2010(01)
[7]Design and application of single-antenna GPS/accelerometers attitude determination system[J]. He Jie1, Huang Xianlin1 & Wang Guofeng2 1. Center for Control Theory and Guidance Technique, Harbin Inst. of Technology, Harbin 150001, P. R. China 2. The Third Research Academy, China Aerospace Science & Industry Corporation, Beijing 100072, P. R. China.  Journal of Systems Engineering and Electronics. 2008(02)
[8]基于MATLAB的振动信号平滑处理方法[J]. 孙苗钟.  电子测量技术. 2007(06)
[9]MATLAB6．5独立运行程序在弹道参数测试系统中的应用[J]. 孙思浩,鲁飞,周斌.  四川兵工学报. 2006(06)
[10]小波域信号去噪算法[J]. 代广进,侯正信.  电子测量技术. 2005(06)

博士论文
[1]基于小波分析的测量信号处理技术研究[D]. 李翔.哈尔滨工业大学 2009

硕士论文
[1]车辆行驶轨迹的特征参数重构及对行车稳定性影响研究[D]. 李龙辉.长安大学 2014
[2]GPS高程拟合在公路工程测量中的应用[D]. 张利.长安大学 2012
[3]GPS高程转换在公路高程控制测量中的应用研究[D]. 刘明学.长安大学 2012
[4]GPS/INS组合导航算法研究与实现[D]. 刘帅.解放军信息工程大学 2012
[5]基于汽车行驶稳定性的公路平纵组合线形设计指标研究[D]. 丁庆国.哈尔滨工业大学 2010
[6]GPS高程拟合与精度分析[D]. 史俊莉.合肥工业大学 2010
[7]小波分析在信号去噪中的应用研究[D]. 王芳.西华大学 2009
[8]基于三次样条曲线拟合公路平面线形方法研究[D]. 张玲.武汉理工大学 2007
[9]车载GPS公路测量中数据采集与数据处理方法研究[D]. 李庆田.解放军信息工程大学 2006
[10]车载GPS道路测量与修正系统的研究与开发[D]. 李翠.长安大学 2006



本文编号：3342891