基于双里程计的自适应车辆定位研究
发布时间：2022-01-07 21:37
5G与云计算等信息通信技术的蓬勃发展将引爆人们出行方式的变革,智慧城市与智能交通已经成为未来主要的发展趋势。车辆定位导航系统性能的优劣直接影响着智慧出行的交通安全与沟通效率,因此大众对于高质量的车辆定位服务有着更迫切的需求。本文从经济和实用的角度出发,选用低成本的里程计以及车载导航GPS接收机,并结合容积Kalman滤波算法和交互多模型算法构建了具有自适应功能的双里程计/GPS组合导航系统。具体工作内容包括:（1）研究固定在车辆驱动双轮上的双里程计相对车辆的几何位置关系,将此几何约束与里程计航位推算相结合,进一步观测车辆的位置姿态,从而减小观测误差。此外,分别对双里程计和车载GPS接收机的误差进行分析,在此基础上研究并设计了双里程计/GPS组合导航系统,使用GPS完成对双里程计惯性导航的初始化对准以及误差校正。本文将组合导航系统与容积Kalman滤波算法相结合,使用MATLAB进行仿真,实验结果表明相较于单一的GPS导航,组合导航系统的定位精度得到了较大幅度的提升,系统对速度信息的估计时延也降低了5s左右。（2）车辆的实际机动状态难以用单一运动模型描述,本文对双里程计/GPS组合导航系...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁电式里程计工作原理
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第四章双里程计自适应CKF算法在车辆定位中的应用44图4.3盘山公路局部路段图4.4MATLAB模拟车辆轨迹图仿真实验情景：车辆在二维平面内模拟盘山公路做复杂机动运动，实验滤波时间为300s，即3000个滤波点。初始零时刻，车辆的二维平面坐标位置为（0m，0m），x方向的初始速度为15m/s，y方向的初始速度为26m/s，行驶航向角为60à。在前300个滤波时刻，行进车辆在x坐标方向和y坐标方向都保持匀速直线运动。考虑到行驶安全规定山路转弯地段机动车最高时速不得超过60公里每小时，在接下来的100个滤波时刻，行进车辆保持航向角方向不变做匀减速直线运动，直至速度降为20m/s。在第400个滤波时刻，行进车辆做第一次机动转弯，车速为20m/s，转弯半径为153m，之后继续保持直线匀速运动。在第600个滤波时刻至第2000个滤波时刻，行进车辆接连做四次不同转弯半径的匀速转弯运动，之后继续前进做维持30s的匀速直线运动。在第2300个滤波时刻，行进车辆做最后一次机动转弯，航向角变化速度为/24rads，转弯半径约为153m。在后500个滤波时刻，行进车辆在保持一小段时间
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法[J]. 孟智超,卢景月,谢朋飞,张磊,王虹现. 电子与信息学报. 2019(12)
[2]北斗卫星导航系统在移动通信领域的研究及发展趋势[J]. 邵伦. 信息通信技术与政策. 2019(11)
[3]北斗卫星导航系统在无人驾驶领域的应用[J]. 刘涛,刘金元. 信息通信. 2019(11)
[4]北斗卫星导航系统的车载式用户机应用探析[J]. 温莉. 中国新通信. 2019(21)
[5]太空政治时代的国际竞争与合作——基于全球导航卫星系统发展的分析[J]. 郑华,张成新. 上海交通大学学报(哲学社会科学版). 2019(05)
[6]交互多模型Kalman滤波下的目标跟踪应用研究[J]. 赵兵,王桁. 电子测量技术. 2019(11)
[7]不同组合模型下的SINS/OD组合导航精度分析[J]. 张光俊,胡柏青,常路宾,薛博阳. 舰船电子工程. 2019(02)
[8]智能交通系统发展研究与展望[J]. 张晓. 中国勘察设计. 2016(09)
[9]霍尔式磁电里程仪系统设计[J]. 齐龙妹,马戎,李岁劳,周博. 机械与电子. 2014(01)
[10]基于cubature Kalman filter的INS/GPS组合导航滤波算法[J]. 孙枫,唐李军. 控制与决策. 2012(07)
博士论文
[1]传感器网络中的信号分离与重构[D]. 黄锦旺.华南理工大学 2014
[2]航天器相对导航中的非线性滤波问题研究[D]. 魏喜庆.哈尔滨工业大学 2013
[3]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[4]车载组合导航信息融合算法研究与系统实现[D]. 徐田来.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于坐标变换算法的车辆三维定位研究[D]. 焦雨琪.南京邮电大学 2019
[2]移动机器人定位与轨迹精度的研究[D]. 贝旭颖.江南大学 2017
[3]捷联惯导/里程计组合定位定向系统研究[D]. 孙华忠.哈尔滨工程大学 2018
[4]室外移动机器人的定位与运动控制研究[D]. 胡胜豪.哈尔滨工业大学 2016
[5]轮式移动机器人自主定位方法研究[D]. 曹慧芳.北方工业大学 2016
[6]实用车载GPS/DR组合导航系统研究[D]. 汪辉.南京理工大学 2011
[7]GPS/SINS/SAR组合导航系统信息融合及误差修正技术研究[D]. 黄金山.西安电子科技大学 2010
本文编号：3575313
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁电式里程计工作原理
南京邮电大学专业学位硕士研究生学位论文第四章双里程计自适应CKF算法在车辆定位中的应用44图4.3盘山公路局部路段图4.4MATLAB模拟车辆轨迹图仿真实验情景：车辆在二维平面内模拟盘山公路做复杂机动运动，实验滤波时间为300s，即3000个滤波点。初始零时刻，车辆的二维平面坐标位置为（0m，0m），x方向的初始速度为15m/s，y方向的初始速度为26m/s，行驶航向角为60à。在前300个滤波时刻，行进车辆在x坐标方向和y坐标方向都保持匀速直线运动。考虑到行驶安全规定山路转弯地段机动车最高时速不得超过60公里每小时，在接下来的100个滤波时刻，行进车辆保持航向角方向不变做匀减速直线运动，直至速度降为20m/s。在第400个滤波时刻，行进车辆做第一次机动转弯，车速为20m/s，转弯半径为153m，之后继续保持直线匀速运动。在第600个滤波时刻至第2000个滤波时刻，行进车辆接连做四次不同转弯半径的匀速转弯运动，之后继续前进做维持30s的匀速直线运动。在第2300个滤波时刻，行进车辆做最后一次机动转弯，航向角变化速度为/24rads，转弯半径约为153m。在后500个滤波时刻，行进车辆在保持一小段时间
【参考文献】：
期刊论文
[1]无人机载多普勒分集前视合成孔径雷达成像方法[J]. 孟智超,卢景月,谢朋飞,张磊,王虹现. 电子与信息学报. 2019(12)
[2]北斗卫星导航系统在移动通信领域的研究及发展趋势[J]. 邵伦. 信息通信技术与政策. 2019(11)
[3]北斗卫星导航系统在无人驾驶领域的应用[J]. 刘涛,刘金元. 信息通信. 2019(11)
[4]北斗卫星导航系统的车载式用户机应用探析[J]. 温莉. 中国新通信. 2019(21)
[5]太空政治时代的国际竞争与合作——基于全球导航卫星系统发展的分析[J]. 郑华,张成新. 上海交通大学学报(哲学社会科学版). 2019(05)
[6]交互多模型Kalman滤波下的目标跟踪应用研究[J]. 赵兵,王桁. 电子测量技术. 2019(11)
[7]不同组合模型下的SINS/OD组合导航精度分析[J]. 张光俊,胡柏青,常路宾,薛博阳. 舰船电子工程. 2019(02)
[8]智能交通系统发展研究与展望[J]. 张晓. 中国勘察设计. 2016(09)
[9]霍尔式磁电里程仪系统设计[J]. 齐龙妹,马戎,李岁劳,周博. 机械与电子. 2014(01)
[10]基于cubature Kalman filter的INS/GPS组合导航滤波算法[J]. 孙枫,唐李军. 控制与决策. 2012(07)
博士论文
[1]传感器网络中的信号分离与重构[D]. 黄锦旺.华南理工大学 2014
[2]航天器相对导航中的非线性滤波问题研究[D]. 魏喜庆.哈尔滨工业大学 2013
[3]容积卡尔曼滤波算法研究及其在导航中的应用[D]. 葛磊.哈尔滨工程大学 2013
[4]车载组合导航信息融合算法研究与系统实现[D]. 徐田来.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]基于坐标变换算法的车辆三维定位研究[D]. 焦雨琪.南京邮电大学 2019
[2]移动机器人定位与轨迹精度的研究[D]. 贝旭颖.江南大学 2017
[3]捷联惯导/里程计组合定位定向系统研究[D]. 孙华忠.哈尔滨工程大学 2018
[4]室外移动机器人的定位与运动控制研究[D]. 胡胜豪.哈尔滨工业大学 2016
[5]轮式移动机器人自主定位方法研究[D]. 曹慧芳.北方工业大学 2016
[6]实用车载GPS/DR组合导航系统研究[D]. 汪辉.南京理工大学 2011
[7]GPS/SINS/SAR组合导航系统信息融合及误差修正技术研究[D]. 黄金山.西安电子科技大学 2010
本文编号：3575313
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