基于UWB/IMU组合的AGV导航技术研究
发布时间：2022-01-07 01:14
自动导引运输车AGV（Automated Guided Vehicles）是一种自动化的无人驾驶的智能化搬运设备,是现代工业自动化物流系统中的关键设备之一。而导航定位技术则是AGV上的焦点技术之一,在仓储物流等复杂的环境中,需要准确的得到自身的位置。传统的GPS在大多数AGV的应用场合下无法发挥作用,为此出现了如蓝牙、超声波、RFID等技术,但无论是定位精度还是系统功耗都无法满足应用环境的需求。为此应当考虑使用两种或两种以上的导航技术来应对新的导航需求,在提高的定位精度的同时也可以提高系统的可靠性。论文首先介绍了超宽带UWB（Ultra Wide Band）和基于微机电系统的MEMS（Micro Electro Mechanical System）传感器的导航定位技术的工作原理,分析了两种定位方式的特点,针对二者的特点提出将其进行组合定位的方法,对两者组合定位技术进行了详细的研究。其次,针对组合导航系统应用在AGV上的运动学特性和动力学特性进行分析,建立相应的数学模型;分析了惯性器件的误差,对其进行建模;分析了影响超宽带定位精度的因素,并对主要的两种因素进行建模分析。接着,提出了松组合...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间容量比较
图 3.5 相干 TOA 测距误差示意图( ) FDPε = d d = τ τc接收到的超宽带信号中直接到达路径的到达时间估计值d 所花费时间；c为光速。所以多路径效应和非视距传m NLOSε = ε + ε )FDP DP τc为因多径传播产生的 TOA 距离估计误差， NLε 的 TOA 距离估计误差。容易得到，在 LOS 情况下，ε 效应误差号的转播过程来看，多路径效应产生的误差与超宽带信系统的带宽。带宽越大，分辨率越高，对应的多路径误为：
但是性能以及长期稳定性都有待进一步提高[67]，MU 组合的 AGV 导航技术具有十分重要的意义。基于前面几，在课题的研究过程中设计了基于 AGV 的 UWB/IMU 组合的和提出的算法进行进一步的分析和验证。完全约束条件的量测方程1 节对车辆运动特性的分析进而 AGV 的行驶路面条件的特点： 行驶中产生很小的侧向滑动或者没有侧向滑动；在一直行驶在地面上，没有飞起来的状况出现；上述两个条件时，载体坐标系中的 x 轴和 z 轴方向上的速度理论00bxbzVV = = 载体上的坐标系如图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]UWB/INS紧组合的室内定位定姿方法[J]. 徐爱功,刘韬,隋心,王长强. 导航定位学报. 2017(02)
[2]卡尔曼滤波在组合导航数据处理中的应用[J]. 黎蓉. 电子测量技术. 2017(03)
[3]面向室内行人的Range-only UWB/INS紧组合导航方法[J]. 徐元,陈熙源. 仪器仪表学报. 2016(09)
[4]天文/卫星组合点校捷联惯性导航系统算法研究[J]. 杜红松,袁书明. 光学与光电技术. 2015(01)
[5]基于ZigBee技术的室内定位系统的研究[J]. 刘艳,吴蒙. 计算机技术与发展. 2014(04)
[6]基于超宽带技术的TDOA室内三维定位算法研究[J]. 王彪,傅忠谦. 微型机与应用. 2013(14)
[7]UWB技术可行性分析[J]. 李承泽,陈国琳,康冰. 无线互联科技. 2012(10)
[8]IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究[J]. 蒙静,张钦宇,张乃通,陈萍,刘宁宁. 通信学报. 2011(06)
[9]微惯性仪表技术研究现状与进展[J]. 王寿荣. 机械制造与自动化. 2011(01)
[10]四元数在单翼末敏弹扫描仿真中的应用[J]. 顾建平,韩子鹏. 弹道学报. 2010(04)
博士论文
[1]低成本微小型无人机惯性组合导航技术研究[D]. 孙罡.南京理工大学 2014
[2]非合作通信中单载波调制信号识别算法研究[D]. 李艳玲.西安电子科技大学 2013
[3]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]基于TR的UWB无线传感器网络节点测距研究[D]. 王婵.湖北工业大学 2015
[2]基于UWB/MEMS的高精度室内定位技术研究[D]. 杨洲.中国矿业大学 2015
[3]基于UWB的室内高精度定位方法研究与应用[D]. 张恒.辽宁工程技术大学 2015
[4]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[5]基于容积卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法研究[D]. 陈锦曦.电子科技大学 2014
[6]基于MEMS传感器的高精度行人导航算法研究[D]. 杨辉.厦门大学 2014
[7]捷联惯导系统标定与初始对准技术研究[D]. 徐青杰.哈尔滨工程大学 2014
[8]GPS/INS组合导航算法研究[D]. 邓利坚.电子科技大学 2013
[9]车载组合导航系统自适应无迹卡尔曼滤波算法研究[D]. 唐苗苗.哈尔滨工程大学 2013
[10]基于UWB的无线传感器网络定位算法研究及系统设计[D]. 刘思迪.西安电子科技大学 2011
本文编号：3573514
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
空间容量比较
图 3.5 相干 TOA 测距误差示意图( ) FDPε = d d = τ τc接收到的超宽带信号中直接到达路径的到达时间估计值d 所花费时间；c为光速。所以多路径效应和非视距传m NLOSε = ε + ε )FDP DP τc为因多径传播产生的 TOA 距离估计误差， NLε 的 TOA 距离估计误差。容易得到，在 LOS 情况下，ε 效应误差号的转播过程来看，多路径效应产生的误差与超宽带信系统的带宽。带宽越大，分辨率越高，对应的多路径误为：
但是性能以及长期稳定性都有待进一步提高[67]，MU 组合的 AGV 导航技术具有十分重要的意义。基于前面几，在课题的研究过程中设计了基于 AGV 的 UWB/IMU 组合的和提出的算法进行进一步的分析和验证。完全约束条件的量测方程1 节对车辆运动特性的分析进而 AGV 的行驶路面条件的特点： 行驶中产生很小的侧向滑动或者没有侧向滑动；在一直行驶在地面上，没有飞起来的状况出现；上述两个条件时，载体坐标系中的 x 轴和 z 轴方向上的速度理论00bxbzVV = = 载体上的坐标系如图：
【参考文献】：
期刊论文
[1]UWB/INS紧组合的室内定位定姿方法[J]. 徐爱功,刘韬,隋心,王长强. 导航定位学报. 2017(02)
[2]卡尔曼滤波在组合导航数据处理中的应用[J]. 黎蓉. 电子测量技术. 2017(03)
[3]面向室内行人的Range-only UWB/INS紧组合导航方法[J]. 徐元,陈熙源. 仪器仪表学报. 2016(09)
[4]天文/卫星组合点校捷联惯性导航系统算法研究[J]. 杜红松,袁书明. 光学与光电技术. 2015(01)
[5]基于ZigBee技术的室内定位系统的研究[J]. 刘艳,吴蒙. 计算机技术与发展. 2014(04)
[6]基于超宽带技术的TDOA室内三维定位算法研究[J]. 王彪,傅忠谦. 微型机与应用. 2013(14)
[7]UWB技术可行性分析[J]. 李承泽,陈国琳,康冰. 无线互联科技. 2012(10)
[8]IR-UWB定位系统距离误差建模及性能研究[J]. 蒙静,张钦宇,张乃通,陈萍,刘宁宁. 通信学报. 2011(06)
[9]微惯性仪表技术研究现状与进展[J]. 王寿荣. 机械制造与自动化. 2011(01)
[10]四元数在单翼末敏弹扫描仿真中的应用[J]. 顾建平,韩子鹏. 弹道学报. 2010(04)
博士论文
[1]低成本微小型无人机惯性组合导航技术研究[D]. 孙罡.南京理工大学 2014
[2]非合作通信中单载波调制信号识别算法研究[D]. 李艳玲.西安电子科技大学 2013
[3]MEMS IMU/GNSS超紧组合导航技术研究[D]. 叶萍.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]基于TR的UWB无线传感器网络节点测距研究[D]. 王婵.湖北工业大学 2015
[2]基于UWB/MEMS的高精度室内定位技术研究[D]. 杨洲.中国矿业大学 2015
[3]基于UWB的室内高精度定位方法研究与应用[D]. 张恒.辽宁工程技术大学 2015
[4]SINS/GPS组合导航系统研究[D]. 王菲.北京理工大学 2015
[5]基于容积卡尔曼滤波的路面附着系数估计算法研究[D]. 陈锦曦.电子科技大学 2014
[6]基于MEMS传感器的高精度行人导航算法研究[D]. 杨辉.厦门大学 2014
[7]捷联惯导系统标定与初始对准技术研究[D]. 徐青杰.哈尔滨工程大学 2014
[8]GPS/INS组合导航算法研究[D]. 邓利坚.电子科技大学 2013
[9]车载组合导航系统自适应无迹卡尔曼滤波算法研究[D]. 唐苗苗.哈尔滨工程大学 2013
[10]基于UWB的无线传感器网络定位算法研究及系统设计[D]. 刘思迪.西安电子科技大学 2011
本文编号：3573514
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