基于多传感器融合的室外室内连续定位系统研究

发布时间：2021-04-23 22:48

　　许多交通场合,如隧道,地铁站和地下停车场,需要准确和连续的室外室内定位。尽管全球定位系统（Global Positioning System,GPS）提供了广泛的定位,导航和时间服务,但其信号易受干扰,导致性能下降甚至无法使用。惯性导航（Inertial Navigation System,INS）技术是一种自主式导航方法,它不受外界干扰,主要利用加速度计和陀螺仪等惯性传感器采集的运动数据来进行轨迹推算。该方法在短期内精度非常高,然而随着时间推移,其误差也在不断累积。磁力计+惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）组合是常用的室内定位方法之一,利用磁力计所提供的方向有效地校正惯性导航的误差,然而磁力计易受周围环境的干扰,导致其精度严重降低。本文以GPS接收机、磁力计、IMU作为研究对象,分别针对室外定位与室内定位中存在的精度误差进行方法改良与创新,并提出一个嵌入式移动平台,以便实现在连续的室内和室外场景中进行精确定位。主要研究成果如下:（1）为了降低GPS信号中的噪声,本文将GPS与惯性导航进行组合,采用卡尔曼滤波的方法,以GPS接收机与IMU的组合值... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 室外定位技术现状
        1.2.2 室内定位技术现状
        1.2.3 室外室内连续定位技术现状
    1.3 本文研究内容和章节安排
第二章 相关理论
    2.1 方向余弦矩阵与等效旋转矢量
        2.1.1 方向余弦阵
        2.1.2 等效旋转矢量
    2.2 四元数与其微分方程求解
        2.2.1 四元数与姿态阵之间的关系
        2.2.2 四元数微分方程求解
    2.3 本章小结
第三章 系统定位的算法设计
    3.1 系统室外定位的算法设计
        3.1.1 卡尔曼滤波算法
        3.1.2 GPS/INS组合定位方案
    3.2 系统室内定位的算法设计
        3.2.1 磁力计的误差模型
        3.2.2 磁力计求解航向角
    3.3 室外室内连续定位的轨迹推算
    3.4 本章小结
第四章 定位系统的设计实现
    4.1 硬件设计
        4.1.1 处理器电路设计
        4.1.2 室外定位电路设计
        4.1.3 室内定位电路设计
    4.2 软件设计
        4.2.1 ARM-Linux系统的搭建
        4.2.2 BINR协议解码
        4.2.3 数据采集与算法的程序设计
    4.3 本章小结
第五章 定位系统的测试实验
    5.1 实验预处理
    5.2 室外定位实验
    5.3 室内定位实验
    5.4 室外室内连读定位实验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3156185