基于Kalman滤波的地图匹配方法

地图匹配方法利用电子地图的地理数据对GPS定位数据进行校正,可有效提高定位数据的精度。本文首先采用最近点估计方法计算道路垂直方向的GPS误差,对该误差采用Kalman滤波方法获得GPS偏差估计,以此偏差估计修正GPS测量值并进行地图匹配。实验表明利用该方法可将定位数据准确地匹配到道路上,使匹配后的定位精度得到提高。     

考虑车辆均衡性约束的物流多路径配送仿真

传统物流多路径配送方法缺乏对车辆均衡调度的控制，导致物流服务质量不理想，配送耗时长、成本高。在考虑车辆调度均衡性的情况下，提出新的物流多路径配送方法。通过冗余数据去除和数据噪声抑制步骤，整合物流多路径配送信息。利用GPS定位设备确定调度车辆实时位置，结合多个配送车辆的运行位置和装填。在调度均衡性约束下，规划多条配送路径，结合实际交通状况，选择可行的配送路线，最终完成物流的多路径配送。实验通过与传统方法的对比可得出结论：研究提出的配送方法下车辆调度均衡性更高，平均配送耗时和成本分别降低了28.4min和0.53万元，对于提高物流服务质量起到积极作用。     

GPS/DR与电子地图匹配的定位研究

单一的GPS车载定位会因为地理环境等原因在一定范围和时间内失效或定位不连续,针对这一局限性,提出了一种采用GPS/DR与电子地图匹配的定位算法;该算法是把车辆轨迹与数字地图模块提供的路径相比较,通过匹配过程来确定车辆关于地图的最大可能位置;该算法不仅克服了GPS信号在盲区间断或失效的缺点,也避免了DR定位误差随时间的不断积累,提高了定位精度和系统的可靠性。     

车载GPS地图匹配方法的定位误差修正

在嵌入式平台上整合GPS定位技术与相关的电子地图技术,设计一种基于ARM9微处理器与WinCE操作系统的车载GPS地图匹配系统;接收GPS定位信息,以电子地图的形式显示,运用地图匹配技术修正定位误差,并选出道路网中两点间最优路径。     

基于动态加权的城市路网地图匹配算法

针对密集且复杂的城市路网提出了一种基于动态加权的几何地图匹配算法,将采集的原始GPS车辆轨迹点进行校正,并将其精确定位到数字地图中的实际路段上.在匹配过程中,将数字地图按网格进行划分,根据待匹配GPS点所在的网格的经纬度范围确定匹配候选路段集;分别使用待匹配GPS点的投影距离、航向夹角和轨迹夹角,通过动态加权算法从候选路段集中查找最佳匹配路段,并获得待匹配GPS点的校正坐标,其中动态加权算法中使用的权值系数在匹配过程中根据待匹配GPS点动态计算获取;最后进行动态加权和固定加权几何地图匹配仿真实验,结果表明,所提算法优于固定权值匹配算法.     

综合地图匹配定位技术研究

地图匹配技术可校正定位误差,提高定位精度,并提供车辆在电子地图上显示的手段。该文根据地图匹配技术的一般原理和基本算法,提出并具体实现了综合地图匹配算法。     

基于栅格环境搜索树的配送路径局部规划北大核心CSCD

为提高配送路径规划算法的有效性,提出一种基于栅格环境Morphin搜索树的配送局部路径规划算法。首先,根据配送城市路况复杂性,利用动力学轨迹模型对配送路径进行建模,模拟配送过程的车辆行驶状态,并给出车辆运行饱和时间指标判别方法;其次,引入Morphin搜索树算法对配送路径的动力学轨迹模型进行优化搜索,同时为提高模型优化精度,提出一种基于栅格环境的Morphin搜索树改进方法,有助于降低路径规划中障碍物碰撞问题;最后,通过在SUMO和OMNET平台上仿真实验,显示所提路径规划算法具有更佳的车辆滞留控制和更低的碳排放效果,验证了算法的有效性。     

基于浮动网格的路段检索方法

地图匹配是将车辆原始的GPS轨迹数据映射到实际道路网络上的过程, 其中为GPS轨迹点检索候选路段是地图匹配的首要环节, 然而不同的候选路段检索方式会直接影响地图匹配的准确性和效率. 本文针对城市路网环境下的低频采样GPS轨迹数据, 提出了一种基于浮动网格的路段检索方法. 该方法利用GeoHash网格编码, 采用浮动GeoHash网格的方式, 为轨迹点检索候选路段. 其次为了验证方法的可行性, 本文通过隐马尔可夫模型, 结合道路网络的拓扑结构以及轨迹的时空约束条件, 采用增量的方式, 利用维特比算法计算得到局部最优解. 最后使用贪心策略, 从已经得到的局部最优解中依次延伸得到全局最佳匹配路径.     

基于QT/Embedded与Mitab库的嵌入式电子地图

针对当前电子地图地理位置信息在嵌入式导航终端上显示精度不高的问题,设计一种基于QT/Embedded与Mitab库的嵌入式GIS导航电子地图系统。该系统使用Qt作为图形用户界面,以MIF格式的电子地图作为数据源,通过Mitab库读取矢量电子地图几何数据和属性数据,然后对地图数据进行坐标转换算法处理,最终将电子地图准确清晰地显示到LCD屏幕上。在嵌入式Linux平台下实验结果表明,该地图具有缩放、漫游等功能,实现了嵌入式GIS地图更准确的可视化。该系统比较适合应用于旅游景点导航、城市路径规划,车辆导航等领域。     

基于拓扑结构的地图匹配算法研究

随着GPS定位技术的日益推广,GPS技术被大量应用于各种导航系统中。但由于GPS系统存在一定的定位误差,那么如何向用户提供实时、准确的车辆位置信息成了导航系统的重点和难点。通过利用软件纠偏的方法对车辆的定位数据与电子地图数据进行配准纠正,即地图匹配,来减小电子地图的道路信息和GPS定位信息间的显示误差。该方法已应用于实际的工程应用,并取得了良好的效果。     

基于GPS/INS的无人机物流配送路径识别与控制

当前无人机物流配送路径识别方法识别精准度差,控制效果难以达到人们满意的效果。为了解决上述问题,基于GPS/INS技术研究了一种新的无人机物流配送路径识别与控制方法,对无人机物流配送轨迹进行识别,分别识别了无人机横滚运动轨迹、航向运动轨迹和俯仰运动轨迹,基于GPS/INS技术设计了无人机物流配送导航控制方法,给出了导航控制程序。实验结果表明,基于GPS/INS的无人机物流配送路径识别与控制方法能够有效提高UAV速度与加速度,增强识别精度,无人机飞行高度的控制精准度相比较于传统方法提高了11.25%。     

基于新道路发现的GIS地图更新算法

针对导航系统中电子地图的更新代价大、耗时长的问题,结合浮动车的历史GPS轨迹信息匹配到当前电子地图中时匹配时效的情形,提出了一种基于失效数据筛选的新道路判定和电子地图更新算法。首先,通过计算全部失效点的横纵跨度判断行驶轨迹的主方向。其次,通过飘逸筛选,剔除可能由于车载GPS采集设备因故障而产生的定位失准数据点组;利用基于直线的最小二乘法,对匹配失效的异常轨迹进行线性拟合,以确定轨迹的位置和方向;通过角度筛选,剔除误差较大的定位数据点组。最后,将筛选所得新道路的轨迹数据进行融合并排序,结合电子地图的路网结构,根据新道路的路段端点的匹配结果,将新道路插入到当前GIS电子地图的路网中。通过在某城市局部区域的电子地图路网数据上进行实验,结果表明该方法能够准确地判定和筛选新增道路,并将其正确地插入到电子地图的当前路网结构中。     

基于神经网络的电子地图最优路径研究

现阶段电子地图的应用已经深入到各行各业,最优路径的查找及规划作为GIS的一个关键问题,成为研究的一个难点,本文提出一种基于Hopfield神经网络的方法来解决地图最优路径问题。以物流配送中的车辆路径最优化为例,先根据Hopfield神经网络模型研究基于Hopfield的最优路径算法,然后探讨和验证该算法的可行性、实用性,最后通过算例分析对该方法进行验证。     

基于交互车辆轨迹预测的自动驾驶车辆轨迹规划

针对城市道路等复杂行车场景,提出了一种基于交互车辆轨迹预测的自动驾驶车辆轨迹规划方法,将高维度的轨迹规划解耦为低维度的路径规划和速度规划;首先,采用五次多项式曲线和碰撞剩余时间规划车辆行驶路径;其次,在社会生成对抗网络Social-GAN的基础上结合车辆空间影响和注意力机制对交互车辆进行轨迹预测;然后,结合主车规划路径、交互车辆预测轨迹及碰撞判定模型得到主车S-T图,采用动态规划和数值优化方法求解S-T图,从而得到满足车辆动力学约束的安全、舒适最优速度曲线;最后,搭建PreScan-CarSim-Matlab&Simulink-Python联合仿真模型进行实验验证。仿真结果表明,提出的轨迹规划方法能够在对交互车辆有效避撞的前提下,保证车辆行驶的舒适性和高效性。     

基于最小化Snap方法的无人机多项式轨迹优化

在港口环境中无人机对岸桥进行自主检测时,由于无人机的运动特性,飞行轨迹与检测点之间的直线路径往往存在较大的偏离。为了解决这个问题,首先通过构建等腰三角形对生成的检测路径点进行预处理,然后在最小化snap方法的基础上,把走廊约束作为不等式约束添加到优化的目标函数中,同时建立偏离评估函数对偏离距离进行评估。在含有一台岸桥简化模型的仿真环境中进行实验,实验数据证明提出的方法不仅在生成轨迹的长度上有了一定的优化,同时在平均偏离距离上比改进前减少了88.7%,同时通过分析得到生成的轨迹可以很好地被无人机跟踪。由此可得,在仿真环境中,提出的方法可以为无人机在轨迹优化过程中生成一条质量更高的轨迹。     

基于模型预测的自动导引车区间轨迹跟踪控制

针对自动导引车(AGV)轨迹跟踪问题,在确定其可行驶区域的基础上,考虑自动导引车的大小和形状,本文设计了一种基于模型预测控制理论的轨迹跟踪控制方法.首先,将车辆运动学模型进行线性化处理,得到车辆动力学线性模型;其次,运用模型预测控制方法,利用预测路径与期望路径之间的误差,通过优化得到使性能指标最优的控制序列;最后,在MATLAB软件上对轨迹跟踪控制器进行仿真.实验结果表明,AGV可以稳定地跟踪参考轨迹,且距离偏差和角度偏差都在给定的可行范围内,证明了提出的基于模型预测控制的轨迹跟踪算法具有良好的跟踪性能.     

一种基于轻量级矢量地图的无人车导航方法

现有的差分全球定位系统通常需要高精度地图数据的支持,然而高精地图制作成本高昂,且 庞大的地图数据对车载电脑性能及网络通讯带宽有较高要求。该文提出一种基于低数据量矢量地图的智能车导航方法,通过引入道路标签机制,从高层次抽象组织道路点,以便快速建立矢量导航地图,并大幅度降低道路点的重复存储。基于该地图的导航方法自动规划最优全局路径,通过基于预瞄点与历史点的几何学算法进行路径跟踪与避障,从而将上位机计算出的方向盘转角、油门和制动踏板深度信息传递到车辆底层控制器,以控制车辆按规划路径行驶。该方法的有效性和准确性在自主开发的无人驾驶平台上得到了验证。     

Conflict-free navigation in unknown urban environments

This paper presents an autonomous exploration method in an unknown environment that uses model predictive control (MPC)-based obstacle avoidance with local map building by onboard sensing. An onboard laser scanner is used to build an online map of obstacles around the vehicle with outstanding accuracy. This local map is combined with a real-time MPC algorithm that generates a safe vehicle path, using a cost function that penalizes the proximity to the nearest obstacle. The adjusted trajectory is then sent to a position tracking layer in the hierarchical unmanned aerial vehicle (UAV) avionics architecture. In a series of experiments using a Berkeley UAV, the proposed approach successfully guided the vehicle safely through the urban canyon.     

基于北斗卫星的GPS轨迹数据异常双频定位方法

当前GPS轨迹定位方法均采用单频定位,在数据异常情况下不能保障定位精度,故此提出一种基于北斗卫星的GPS轨迹数据双频定位方法研究。先基于北斗卫星的定位原理建立用于空间几何距离测量和地面监测点精准定位的数学模型,并确定出伪距和载波相位的观测值的权重;利用北斗卫星确定出标的物的空间几何距离,及空间位置信息;由于定位系统本身及大气电离层的影响,得到空间定位信息内包含有误差项,基于北斗卫星系统可以修正GPS轨迹误差项和异常数据,实现对标的物位置信息的精准定位。测试数据表明提出定位方法的精度更高,综合定位偏差值为0.56%,同时定位误差的均值和方差控制表现更好。