基于UWB/微惯性的协同行人导航技术研究

发布时间：2023-06-13 21:54

　　行人导航系统(Pedestrian Navigation System,PNS)是导航领域中的一个重要分支,近年来的关注度不断提升,应用的场合变得越来越丰富。基于卫星的导航技术趋于成熟,但易受到信号遮挡、干扰等限制和影响,因此在室内、地下和信号不良的地点无法使用。基于惯性信息的行人导航系统,常用微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)来实现,惯性行人导航系统具有成本低、体积小、携带方便等优点。另外,由于其不受卫星信号的约束,故能被应用于室内商场、地下车库等地,近年来受到工程界和学术界的广泛研究。由于目前市面上的MEMS精度相对较低,长时间的工作会导致误差积累,影响定位精度。因此,如何提升导航系统的精度是被一直研究和讨论的问题。高精度的惯导设备造价较高,而协同定位可以通过各成员之间的信息共享实现提升各成员定位精度的目的,是一种既可以节省成本又能够提升导航精度的方式。本论文的课题围绕着如何提升行人导航系统的精度和实现协同定位展开了研究。论文的主要内容有四个部分:1)介绍了行人导航系统的基本原理、位姿解算方法、导航领域常用的坐标系及转换关系,对捷...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文的主要研究内容与组织结构安排
第2章 行人导航系统基本原理
    2.1 引言
    2.2 行人导航系统位姿解算基本原理
    2.3 常用坐标系及转换关系
        2.3.1 常用坐标系定义
        2.3.2 各坐标系转换关系
    2.4 惯性行人导航系统相关解算
        2.4.1 姿态更新算法
        2.4.2 速度与位置更新算法
    2.5 捷联惯导系统的误差分析
    2.6 卡尔曼滤波基本原理
        2.6.1 离散卡尔曼滤波
        2.6.2 扩展卡尔曼滤波
    2.7 本章小结
第3章 基于主航向反馈修正的系统修正算法
    3.1 引言
    3.2 基于改进四条件法的零速修正算法
        3.2.1 四条件法及改进
        3.2.2 基于EKF的系统零速修正
        3.2.3 仿真与验证
    3.3 基于误差模型的MEMS器件在线修正算法
        3.3.1 MEMS器件的误差模型
        3.3.2 基于模型的在线修正算法
        3.3.3 仿真与验证
    3.4 主航向反馈修正算法
        3.4.1 主航向反馈修正算法
        3.4.2 仿真与验证
    3.5 本章小结
第4章 协同导航算法研究
    4.1 引言
    4.2 协同导航的分类
        4.2.1 并行式协同导航
        4.2.2 主从式协同导航
    4.3 基于无线传感器的测距技术
        4.3.1 TOA和 TOF方法
        4.3.2 TDOA和 AOA方法
        4.3.3 RSSI方法
    4.4 基于UWB/MIMU的行人协同导航模型
    4.5 基于距离信息的双领航协同导航系统
        4.5.1 双领航协同导航系统模型建立
        4.5.2 实验仿真
    4.6 本章小结
第5章 协同导航系统性能分析
    5.1 引言
    5.2 Cramer-Rao不等式下界分析
    5.3 编队队形对导航性能的影响分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3833367