基于ARM Cortex-M7的北斗/SINS组合导航系统的设计与实现
发布时间：2021-08-25 19:25
随着北斗卫星导航系统的逐渐完善和北斗/SINS组合导航技术的发展,北斗/SINS组合导航系统已经开始应用于航空、精准农业等领域,但是对于北斗卫星信号失锁时组合导航精度下降的问题仍是目前的研究热点之一。论文针对北斗/SINS组合导航系统的小型化以及北斗卫星信号失锁时导航系统导航精度急剧下降的问题,开展了以下研究。首先,研究了捷联式惯性导航系统的基本原理和误差方程的推导过程,并对课题组已有的基于KF和SVR的北斗/SINS松组合导航数据融合方案进行了改进,将KF估计得到的速度误差作为训练目标,并对训练数据进行实时更新。其次,研究了KF和SVR算法的基本原理,在此基础上推导了KF的状态空间模型;研究了SVR的序列最小最优化训练算法的实现原理,构造了适用于训练数据的混合核函数,采用网格交叉寻优算法对影响SVR预测性能的主要参数m和σ进行在线寻优,结合离线确定的C和ε参数采用SMO算法对速度误差SVR预测模型进行训练。第三,研究了基于ARM Cortex-M7内核的微控制器STM32F767、微惯性测量单元ADIS16405和北斗卫星导航接收机UB280使用方法,搭建了北斗/SINS松组合导航硬...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ADIS16405坐标轴定义Figure4-2ADIS16405axisdefinition
图 4-3 S ▃▁ ▂接口定义Figure 4-3 ADIS16405 interface definition表 4-2ADIS16405 主要引脚的功能Table 4-2 ADIS16405 main pin function引脚编号 引脚名称 功能6 CS 片选3 SCLK 时钟5 DIN 输入4 DOUT 输出13、14、15 GND 接地10、11、12 VCC 5V DC星导航接收机简介 松组合导航系统仅需要北斗卫星导航接收机输出的载斗卫星导航接收机的导航精度和后续的课题需求，
图 4-4 硬件系统实物图Figure 4-4 Hardware system physical figure（1）STM32F767 与 ADIS16405 的连接本文通过 STM32F767 的 SPI2 接口采集 ADIS16405 的数据，STM32F767 引脚与 ADIS16405 接口引脚的连接方法见表 4-4。片选引脚SP ┿ S 用于 STM32F767 对ADIS16405 的选择；时钟引脚 SPI2_SCK 用于 STM32F767 为 ADIS16405 提供时钟输入，主机输出从机输入引脚 SPI2_MOSI 用于 STM32F767 向 ADIS16405 的发送指令；主机输入从机输出引脚 SPI2_MISO 用于 STM32F767 接收 ADIS16405 的数据。表 4-4 STM32F767 引脚与 S ▃▁ ▂接口引脚的连接方法Table 4-4 Connection method of STM32F767 pin and ADIS16405 interface pinST ▄▃▄引脚 S ▃▁ ▂引脚P （SP ┿ S ） ▃P （SP ┿S ） UB280 稳压模块ADIS16405 稳压模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化和支持向量机的花粉浓度预测模型[J]. 赵文芳,王京丽,尚敏,刘亚楠. 计算机应用. 2019(01)
[2]改进支持向量机的光纤陀螺温度漂移补偿方法[J]. 吴军伟,缪玲娟,李福胜,沈军. 红外与激光工程. 2018(05)
[3]基于MSP430单片机的姿态测量系统设计[J]. 陈春行,林春生,翟国君. 船海工程. 2018(01)
[4]基于MEMS技术的捷联惯导系统现状[J]. 赵天贺,汪伟. 飞航导弹. 2017(10)
[5]改进的自适应Kalman滤波在SINS/GPS组合导航中的应用[J]. 胡方强,吕涛,包亚萍. 计算机工程与应用. 2018(05)
[6]基于网格搜索与交叉验证的SVM磨机负荷预测[J]. 罗小燕,陈慧明,卢小江,熊洋. 中国测试. 2017(01)
[7]电子罗盘测姿及误差校正算法研究[J]. 刘坤. 水雷战与舰船防护. 2016(02)
[8]基于改进SMO的SVDD快速训练算法[J]. 李丹阳,蔡金燕,杜敏杰,朱赛,张峻宾. 中国测试. 2015(11)
[9]基于边界向量的样本取样SMO算法[J]. 柴岩,王庆菊. 系统工程. 2015(06)
[10]北斗卫星导航系统发展与应用[J]. 吴海玲,高丽峰,汪陶胜,李作虎. 导航定位学报. 2015(02)
博士论文
[1]高动态GNSS/INS标量深组合跟踪技术研究[D]. 班亚龙.武汉大学 2016
[2]MEMS-SINS/GPS组合导航关键技术研究[D]. 崔留争.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[4]支持向量机方法及其应用研究[D]. 王书舟.哈尔滨工业大学 2009
[5]支持向量回归机算法理论研究与应用[D]. 曾绍华.重庆大学 2006
硕士论文
[1]基于SVM和BP神经网络的短时交通流预测与实现[D]. 余涛.南京邮电大学 2018
[2]捷联惯性/天文组合导航算法研究[D]. 崔少华.哈尔滨工业大学 2018
[3]低成本MEMS-IMU/GNSS组合导航算法研究[D]. 董蒙蒙.江苏师范大学 2018
[4]基于多源信息融合的惯性导航系统[D]. 梁剑波.电子科技大学 2018
[5]基于DSP组合导航系统的设计和开发[D]. 黄启飞.沈阳航空航天大学 2018
[6]支持向量机SMO算法的改进研究[D]. 郑奇.山东师范大学 2017
[7]基于多传感器的多旋翼无人机导航解算方法研究[D]. 田方澍.哈尔滨工业大学 2017
[8]卡尔曼滤波在车载组合导航中的应用研究[D]. 张华倩.沈阳工业大学 2017
[9]基于SVR的粮仓储粮数量检测模型与系统实现[D]. 李贝.河南工业大学 2017
[10]GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大学 2017
本文编号：3362708
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ADIS16405坐标轴定义Figure4-2ADIS16405axisdefinition
图 4-3 S ▃▁ ▂接口定义Figure 4-3 ADIS16405 interface definition表 4-2ADIS16405 主要引脚的功能Table 4-2 ADIS16405 main pin function引脚编号 引脚名称 功能6 CS 片选3 SCLK 时钟5 DIN 输入4 DOUT 输出13、14、15 GND 接地10、11、12 VCC 5V DC星导航接收机简介 松组合导航系统仅需要北斗卫星导航接收机输出的载斗卫星导航接收机的导航精度和后续的课题需求，
图 4-4 硬件系统实物图Figure 4-4 Hardware system physical figure（1）STM32F767 与 ADIS16405 的连接本文通过 STM32F767 的 SPI2 接口采集 ADIS16405 的数据，STM32F767 引脚与 ADIS16405 接口引脚的连接方法见表 4-4。片选引脚SP ┿ S 用于 STM32F767 对ADIS16405 的选择；时钟引脚 SPI2_SCK 用于 STM32F767 为 ADIS16405 提供时钟输入，主机输出从机输入引脚 SPI2_MOSI 用于 STM32F767 向 ADIS16405 的发送指令；主机输入从机输出引脚 SPI2_MISO 用于 STM32F767 接收 ADIS16405 的数据。表 4-4 STM32F767 引脚与 S ▃▁ ▂接口引脚的连接方法Table 4-4 Connection method of STM32F767 pin and ADIS16405 interface pinST ▄▃▄引脚 S ▃▁ ▂引脚P （SP ┿ S ） ▃P （SP ┿S ） UB280 稳压模块ADIS16405 稳压模块
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于粒子群优化和支持向量机的花粉浓度预测模型[J]. 赵文芳,王京丽,尚敏,刘亚楠. 计算机应用. 2019(01)
[2]改进支持向量机的光纤陀螺温度漂移补偿方法[J]. 吴军伟,缪玲娟,李福胜,沈军. 红外与激光工程. 2018(05)
[3]基于MSP430单片机的姿态测量系统设计[J]. 陈春行,林春生,翟国君. 船海工程. 2018(01)
[4]基于MEMS技术的捷联惯导系统现状[J]. 赵天贺,汪伟. 飞航导弹. 2017(10)
[5]改进的自适应Kalman滤波在SINS/GPS组合导航中的应用[J]. 胡方强,吕涛,包亚萍. 计算机工程与应用. 2018(05)
[6]基于网格搜索与交叉验证的SVM磨机负荷预测[J]. 罗小燕,陈慧明,卢小江,熊洋. 中国测试. 2017(01)
[7]电子罗盘测姿及误差校正算法研究[J]. 刘坤. 水雷战与舰船防护. 2016(02)
[8]基于改进SMO的SVDD快速训练算法[J]. 李丹阳,蔡金燕,杜敏杰,朱赛,张峻宾. 中国测试. 2015(11)
[9]基于边界向量的样本取样SMO算法[J]. 柴岩,王庆菊. 系统工程. 2015(06)
[10]北斗卫星导航系统发展与应用[J]. 吴海玲,高丽峰,汪陶胜,李作虎. 导航定位学报. 2015(02)
博士论文
[1]高动态GNSS/INS标量深组合跟踪技术研究[D]. 班亚龙.武汉大学 2016
[2]MEMS-SINS/GPS组合导航关键技术研究[D]. 崔留争.中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所) 2014
[3]北斗/微惯导组合导航方法研究[D]. 何晓峰.国防科学技术大学 2009
[4]支持向量机方法及其应用研究[D]. 王书舟.哈尔滨工业大学 2009
[5]支持向量回归机算法理论研究与应用[D]. 曾绍华.重庆大学 2006
硕士论文
[1]基于SVM和BP神经网络的短时交通流预测与实现[D]. 余涛.南京邮电大学 2018
[2]捷联惯性/天文组合导航算法研究[D]. 崔少华.哈尔滨工业大学 2018
[3]低成本MEMS-IMU/GNSS组合导航算法研究[D]. 董蒙蒙.江苏师范大学 2018
[4]基于多源信息融合的惯性导航系统[D]. 梁剑波.电子科技大学 2018
[5]基于DSP组合导航系统的设计和开发[D]. 黄启飞.沈阳航空航天大学 2018
[6]支持向量机SMO算法的改进研究[D]. 郑奇.山东师范大学 2017
[7]基于多传感器的多旋翼无人机导航解算方法研究[D]. 田方澍.哈尔滨工业大学 2017
[8]卡尔曼滤波在车载组合导航中的应用研究[D]. 张华倩.沈阳工业大学 2017
[9]基于SVR的粮仓储粮数量检测模型与系统实现[D]. 李贝.河南工业大学 2017
[10]GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法的研究[D]. 王加芳.浙江大学 2017
本文编号：3362708
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