月球车DR/CNS组合导航研究

针对月面环境弱地磁、高粉尘、慢自旋、无卫星及月球车超低速,大多传统导航方法失效的问题,设计了以航位推算确定位移、太阳罗盘确定航向角的月球车DR/CNS组合导航方案;分别从航位推算的系统误差和非系统误差来源研究,并建立了里程计误差模型;在充分考虑到月面环境特殊性的基础上,自主研制了太阳罗盘;实验证明了该组合导航方案的可行性和有效性.     

位置-姿态并行滤波的DR/GPS组合导航算法

文章提出了带有反馈校正的位置、姿态并行滤波器结构,以满足各子系统对滤波周期的不同要求。结合姿态角子系统特点设计了量测噪声方差阵自动加权的自适应扩展卡尔曼滤波算法。仿真结果表明该算法能够有效地利用各传感器信息,给出较好的融合结果。     

基于粒子滤波的GPS/DR组合导航算法研究

对于车载GPS/DR(全球定位系统/航位推算)组合导航系统的算法研究,大多采用扩展卡尔曼滤波,但是应用扩展卡尔曼滤波时,非线性系统必须要进行线性化,从而导致滤波结果有较大的误差.为此将粒子滤波算法用于车载GPS/DR组合导航系统中,并建立了GPS/DR组合导航系统的状态方程和观测方程.为了检验其有效性,将两种方法分别对车载GPS/DR组合导航系统进行滤波仿真,仿真实验结果表明粒子滤波比扩展卡尔曼滤波有更好的滤波效果,更能减少定位误差.     

北斗/DR组合导航融合算法及其在物流中的应用

介绍了我国自主研制的北斗卫星导航定位系统.针对该导航定位系统中存在的问题,以无惯性测量元件的DR作为其补充定位方式,设计了北斗/DR组合导航定位系统,并找出了一种组合导航定位的卡尔曼滤波算法,有效地提高了组合导航系统的定位精度.提出了将北斗/DR组合定位系统应用于现代物流管理信息系统的解决方案,分析了将北斗定位系统应用于现代物流管理的优势.     

CDKF方法在车辆组合导航中的应用

针对扩展卡尔曼滤波（EKF）在车辆导航中存在着计算复杂、线性化误差大等缺点,将一种新的非线性滤波方法——中心差分卡尔曼滤波（CDKF）用于车辆GPS／DR组合导航中。和普遍采用的EKF方法相比．CDKF方法不仅提高了车辆组合定位的精度和稳定性;而且不需要模型的具体解析形式,避免了复杂的Jacobian矩阵的计算,算法更简单,也更加易于实现。为了检验其有效性,将两种方法分别对车辆GPS／DR组合导航系统进行滤波仿真,仿真结果进一步表明CDKF方法明显优于EKF方法,是车辆组合导航中一种更理想的非线性滤波方法,真正实现了车辆低成本、高精度的实时定位。     

基于陀螺和太阳敏感器的月球车定向方法

针对月球探测车采用惯性导航方法进行定向时,航向角参数误差随时间不断累积的缺点,提出了一种天文导航定时修正的月球车自主定向方法.该天文方法首先建立当地地平坐标系,然后通过太阳敏感器观测太阳矢量并由星历计算来推算太阳的方位从而得到月球车的航向信息.仿真实验分析比较了月球车有无误差修正时航向信息的差别.最后通过中国天文年历和...     

基于GPS/DR的GPS滞后时间自适应检测算法

针对GPS输出信息的随机延迟特性,基于航位推算(DR)系统惯性器件的实时性与短时高精度,提出了航向差和速度自适应GPS滞后时间检测方法,在此基础上,对GPS和DR数据进行数据对准,提出了自适应GPS滞后时间处理算法。在GPS/DR实际系统中的应用结果表明,本算法能够准确检测出GPS的滞后时间,提高车辆的定位精度。     

基于球面模型的GPS／DR组合导航系统研究

在GPS／DR组合导航中,一般是基于二维平面建立的航位推算模型,由此建立常系数矩阵的卡尔曼滤波方程,并在此基础上求解。但是,实际运动物体都是在地球球面上运动 。为了获得更精确的运动物体的数学模型,本文建立了GPS／DR组合导航系统的球面模型,得到了含不确定性参数系数矩阵的卡尔曼滤波模型,并利用改进的鲁棒卡尔曼滤波算法分别对运动体沿经度、纬度线和曲面圆周运动进行了仿真。仿真结果表明,基于本文建立的模型下的鲁棒卡尔曼滤波算法比常规卡尔曼滤波精度更高。     

一种基于卡尔曼滤波的DR/LMS组合导航定位算法

本文介绍了一种基于DR航位推算与LMS高精度激光雷达全向测距技术的组合式导航定位系统,旨在应用于强电磁干扰环境下的变电站智能机器人自动巡检环境。DR/LMS组合式导航定位系统原理相对简单、实现方便、实时性强,且与其他组合式导航系统相比,在满足同样定位精度的前提下,成本低廉,现场运行效果良好。特别地,本文提出了一种基于卡尔曼滤波方法的定位精度优化估计方法,对原有定位及导航精度(定位精度可以达到cm级)加以改进与优化,进一步提高了导航系统的稳定性与精确性。整个系统模型及控制策略的实现基于工业用PC控制板的上位机LABVIEW软件控制系统,并结合MATLAB软件进行仿真与数据分析,经现场运行测试,定位及导航精度完全可以满足现场工业环境的应用需求.     

一种低成本GPS/DR组合导航系统设计

根据车载导航的特点,运用单自由度的加速度计代替里程计,提出一种基于低成本的单陀螺仪单加速度计的航位推算(DR)方案。航位推算短时精度高,但误差会随时间积累而变大,DR与GPS导航利用扩展型卡尔曼滤波,形成GPS/DR组合导航系统,融合2个系统的优势,完善导航能力。实际测试结果表明,该GPS/DR组合导航系统能满足车载导航的基本需求,在城市峡谷中有较高的定位精度,且在GPS信号遮挡时能保持定位。     

基于Creator/Vega 的月球车轮地交互仿真

通过Multigen Creator 建立月球车3 维模型,利用Vega 作为可视化仿真平台,实现了月球车轮地交互 以及逆运动学求解,并对碰撞检测、相交矢量设置、关节控制等关键技术进行了探讨．月球车上下坡实验结果及分 析,证明了该方法在轮地交互可视化仿真中的有效性．     

基于Barnard特征和LoG算子的月球车图像特征匹配

月球车视觉系统对匹配速度和鲁棒性要求较高,提出一种基于图像特征的特征点匹配算法。特征点的提取采用Barnard算法和LoG算子共同作用得到。原图像同时采用Bamard算法进行特征提取和LoG算子进行噪声滤波和边缘提取,然后将二者的计算结果进行”与”操作得到最终的特征图像。然后通过阈值进一步处理噪声和选择待匹配点。最后用计算图像序列中像素差的平方和的方法来计算每对待匹配点的匹配程度,得到匹配点对。仿真结果表明,单点匹配和多点匹配并将无匹配点处理后得到的结果都令人满意。     

基于视觉导航的新型月球车驱动控制参数在线估计

为了在复杂的轮地相互作用和运动学限制条件下,实时地估计轮地接触角和滑移量以精确引导和控制 月球车,首先分析了月球车视觉导航的数学模型,建立了带有滑移和接触角的运动学方程,然后,将驱动和导航系 统构成闭环,并实测月球车质心运动路径的数据,提出了一种用观测器识别滑移量和轮地接触角的方法．此法可保 证月球车准确、安全运行,提高了控制精度．仿真和实验结果表明了该方法的有效性和可行性．     

基于模糊模式识别的月球车避障行为研究

由于对月球表面障碍物的分布情况不了解,不能建立全局障碍物环境模型,根据传感器所获得的信息建立月球车的局部环境模型,应用模糊模式识别的方法,对在月球上所可能遇到的障碍物的类型进行分类。对不同的类别采用不同模糊控制器用于月球车的自主避障。模糊控制器的输入是离障碍物的最短距离和目标角度信息与环境类剐,输出是月球车的转角。采用规则库的自动切换,实现月球车避障过程自适应控制。为了验证该算法的可行性,给出月球车在虚拟环境下的仿真结果。     

基于恒星敏感器的月球车航向角确定算法

针对月球特殊的工作环境，阐述了现有技术条件下，我国自主式月球探测车采用惯性导航系统进行位姿确定时，航向角参数误差随着时间不断累积的缺点，进而提出了一种基于星历表数据和恒星敏感器相结合的月球车航向角精确值的确定算法，定期对惯性导航系统中的航向角参数进行修正，以提高月球车位置和姿态精度。重点介绍了航向角精确值的确定步骤，并对由航向角误差引起的定位误差进行了仿真分析，仿真结果证明了航向角修正的必要性和此方法的可行性。     

基于恒星敏感器的月球车航向角确定算法

针对月球特殊的工作环境,阐述了现有技术条件下,我国自主式月球探测车采用惯性导航系统进行位姿确定时,航向角参数误差随着时间不断累积的缺点,进而提出了一种基于星历表数据和恒星敏感器相结合的月球车航向角精确值的确定算法,定期对惯性导航系统中的航向角参数进行修正,以提高月球车位置和姿态精度.重点介绍了航向角精确值的确定步骤,并对由航向角误差引起的定位误差进行了仿真分析,仿真结果证明了航向角修正的必要性和此方法的可行性.     

基于运动估计的ZigBee无线网络定位方法

基于Zigbee的无线网络定位技术在实际应用中存在多径效应,加之人体干扰等因素会引起的信号波动,从而导致定位精度受到很大影响。针对实际定位应用中的信号波动问题,采用震动传感器判断定位终端运动状态,利用稳定的位置指纹估计运动路径和方向,在估计运动路径的邻域内采用匹配最近邻,得到定位结果。实验结果表明,该方法减弱了信号波动带来的精度影响,定位精度为2 m~6 m。     

基于滑移率的月球车轨迹跟踪控制

针对平整坡面上行驶的月球车,研究了基于滑移率的月球车轨迹跟踪控制新方法。它是基于描述月球车运动的动力学模型方程,将左右轮滑移率及两转向前轮的失配角作为控制参数,利用小波插值方法,进行数值求解,从而实现月球车期望轨迹的跟踪控制。该方法计算量小、方法简单、精度高,且可实现任意的非线性曲线的期望轨迹追踪。数值实验验证了该方法的正确性和有效性。     

基于立体视觉的月球探测器路径规划算法

以实现月球探测器的避障路径规划为目标,采用立体视觉技术感知车前环境,设计一套基于特征匹配的车前障碍物检测算法。构造极坐标直方图描述环境空间,提出一种基于视觉感知的直方图Bug路径规划算法。通过朝目标移动和沿障碍物边界滑动2种行为的切换来保证算法全局收敛。实景重构与仿真实验验证了算法的有效性。