车载BD/DR/MM组合导航定位精度研究

为了弥补非空旷地带北斗定位信号易丢失和航位推算定位误差随时间积累的弊端,提出一种基于道路网拓扑关系的多属性信息融合的地图匹配算法,能准确判定车辆实际所在道路。实验仿真表明,该地图匹配技术更好的修正了BD/DR组合导航的定位结果,匹配精度能达到95%以上,有广泛的应用前景。     

基于GPS/DR的车辆定位系统的研究

针对全球定位系统信号易受城市复杂环境干扰、有时接收不可靠、航位推算对城区车辆导航存在"盲区"等问题,将DR与GPS定位系统组合起来,建立组合定位系统。设计了GPS/DR组合定位系统的滤波模型,分析了其信息分配原理和信息分配系数的计算方法。     

车辆组合导航监控系统原理与应用

GPS/DR组合导航定位技术能对定位导航精度要求较高的各类车辆进行实时准确跟踪、监控和指挥调度.分析了该系统的基本工作原理和相应的数学算法.车载终端使用四参数模型将WGS-84坐标转换成当地坐标,同时结合航位推算技术实现组合定位导航.系统在现有基础上改进监控中心平台功能,实现整体功能配置更加合理.最后结合银行运钞车对该系统应用加以说明,并进行可行性分析,给出系统所能达到的精度要求.结论表明系统能满足现阶段银行业对安全性、可靠性等方面基本要求.     

GNSS拒止环境下的手机车载定位研究

针对地下车库这类卫星定位失效场景下的手机端车辆定位问题，本文研究了利用车辆非完整性约束（nonholonomic constraints, NHC）和磁航向辅助惯导自主推算的定位方案。基于智能手机传感器，比较了在没有全球卫星导航系统（global navigation satellite system, GNSS）辅助的条件下，补偿手机安装角和NHC杆臂、在线估计手机安装角和非完整性约束杆臂以及磁航向修正对定位精度的影响，并在2种典型的地下车库（多转弯和长直线）中进行了测试实验。实验结果表明：多转弯轨迹相比长直线轨迹更有利于非完整性约束性能的发挥；在多转弯场景中，在线估计手机安装角和非完整性约束杆臂并进行补偿的方案取得了最好的定位精度；在卫星信号中断500 m条件下，终点平面位置相对测量误差仅为1.66%；在长直线场景中，加入磁航向修正的方案定位精度最高；在卫星信号中断800 m条件下，终点平面位置相对测量误差为10.56%。     

激光雷达与路侧摄像头的双层融合协同定位

针对非结构化场景中无人驾驶车辆定位误差大的问题,结合车载激光雷达和路侧双目摄像头,采用双层融合协同定位算法实现高精度定位. 下层包含2个并行位姿估计,基于双地图的自适应蒙特卡洛定位,根据位姿偏差的短期和长期估计实现双地图切换,修正激光雷达扫描匹配的累积误差;基于概率数据关联的卡尔曼滤波位姿估计,消除非检测目标对路侧摄像头的干扰,实现目标跟踪. 上层作为全局融合估计,融合下层的2个位姿估计,利用反馈实现自主调节. 实车实验表明,双层融合协同定位的定位精度为0.199 m,航向角精度为2.179°,相比车载激光雷达定位和无反馈的紧融合定位有大幅提升;随着路侧摄像头数量的增加,定位精度可以达到7.8 cm.     

AGV用GPS/DR组合导航信息融合

目的 研究一种满足室外自动导引小车(AGV)导航要求的高精度、低成本的组合导航系统.方法 应用信息融合技术,通过航位推算系统辅助GPS定位,并采用卡尔曼滤波的融合算法,克服了GPS信号的遮蔽与中断问题,使组合系统能够较好地满足AGV导航定位的需要.用VC ++编写融合算法以及实验控制程序,实现了实验数据的采集以及对AGV的运动控制.结果 给出了GPS单独导航和GPS/DR组合导航两种工作状态下的位置误差,从对比中可以看出,组合导航系统的定位精度比GPS单独导航的定位精度提高了50%.结论 组合导航系统可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差,并在任何情况下能较好地实现AGV的实时、可靠、准确定位.     

车辆定位技术在道路线形检测中的应用

为提高线形检测效率,提出了利用差分GPS与航位推算(DGPS/DR)组合定位技术和计算机技术实时地获取检测道路点位坐标以及通过这些坐标计算道路线形参数的研究思路,对其中的一些关键问题进行了研究,其中包括组合定位系统的数据处理、道路曲线各项参数计算的理论公式推导及程序实现结果.通过山西太旧高速道路部分检测数据的验证,其中圆曲线半径的偏差为0.696m.     

基于联合卡尔曼滤波的GPS/DR融合仿真

目的 研究GPS(Global Positioning System)与DR(Dead Reckoning)组合导航融合技术,使AGV获得更加稳定可靠的导航定位数据.构建出适用于GPS/DR组合导航系统的联合卡尔曼滤波器.方法 在GPS(全球定位系统)基础上增加DR(航位推算系统)用以辅助GPS定位.采用randn()函数作为随机数发生器,基于MATLAB软件对联合卡尔曼滤波融合算法进行理论分析及仿真研究.创新性的提出系统补偿系数G,将它用于联合卡尔曼滤波中,使得滤波效果可人工调控.结果 设计出适用于AGV的GPS/DR组合导航系统联合卡尔曼滤波器,建立MATLAB仿真模型.在MATLAB仿真模型中AGV行驶路程为50 m,GPS导航误差范围为6m,信号波动较大.DR导航最大误差为1.8m,误差逐渐累积,结果不收敛.GPS/DR组合导航系统误差为0.2m,信号波动平稳,结果收敛.结论 GPS/DR组合导航系统即克服了GPS信号的遮蔽问题,又充分利用了DR的短时高精度自主定位的优势.仿真结果表明,该方法在保证了系统定位精度前提下,有效提高了系统的容错性和工作可靠度.     

一种有效的数据融合方法——分布式的离散Kalman滤波方法

介绍了一种基于Kalman的数据融合方法,分析了用于多传感器数据融合的Kalman滤波方法基本概念和理论。在Kalman滤波理论的基础上对全球定位和惯性导航系统的车辆组合系统进行了仿真。结果表明,分布式的离散Kalman滤波方法是一种有效的数据融合方法。     

基于在线学习磁校准的行人航位推算算法

目前常用的微机电系统磁传感器存在时变的软磁和硬磁误差,这些误差严重影响基于地磁的航向估计以及地磁匹配定位算法性能.利用行人正常行走过程中产生的机会性自然旋转,使用陀螺仪感知磁传感器小尺度姿态改变,构建包含多个优选磁观测对的基于余差动态加权的非线性目标代价函数,使用具有全局最优解的布谷鸟非线性优化算法在线动态估计软磁和硬磁误差.使用所提磁校准算法可降低3.09°的平均航向误差.在行人航位推算算法上进行测试,航位估计相对误差为2.09%.     

联邦卡尔曼滤波器在无人机导航系统中的应用

针对无人机GPS／RP／DR组合导航系统的特点，设计了用于该系统的联邦卡尔曼滤波器。该滤波器具有全局最优性，其结构遵循信息分配原则，其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性，并减少了信息传输量与计算量。理论分析及仿真结果表明，该联邦卡尔曼滤波器能够满足无人机在GPS或RP信号无效或两信号均短期无效情况下定位导航的精度要求。     

基于卫星载噪比定权的手机RTK/PDR融合定位研究

针对智能手机GNSS定位芯片在遮挡环境下定位精度下降的问题,本文采用RTK/PDR融合方法解算位置结果,考虑到GNSS信号易受环境影响,本文提出根据平均卫星载噪比参数将当前GNSS观测环境分为优、中、差三种情况,并根据判断出的不同观测条件,设置不同的膨胀系数放大Kalman融合滤波中量测噪声方差矩阵R,实现在遮挡环境中对GNSS位置信息的降权处理,以获得更优的融合结果.实验测试显示：在开阔环境中,两部测试手机RTK与RTK+PDR定位精度基本一致;在轻微遮挡环境中,两部测试手机RTK+PDR融合定位结果较RTK单独定位结果平面提升效果分别为6.24%和3.97%,高程提升效果分别为20.44%和32.56%;在严重遮挡环境中,两部测试手机RTK+PDR融合定位结果较RTK单独定位结果平面提升效果分别为47.65%和42.90%,高程提升效果分别为39.78%和67.98%.实验结果表明,本文提出的依据平均卫星载噪比动态设置GNSS信息权重的RTK+PDR融合定位方法,能够部分弥补手机RTK在遮挡地区定位精度下降的缺点.     

地面移动基站增强的CAPS广义延拓差分定位方法

为了提高转发式导航定位系统(CAPS)的单点定位精度,提出了一种利用已有的地面移动基站实现伪距差分定位的方法.该方法以检出多个基站处的伪距误差值为基础,用广义延拓插值模型建立测量点伪距误差修正的外推数据模型,从而求得测量点的伪距误差修正值,发送至用户,实现测量点的伪距差分修正.仿真分析表明,该方法能有效克服常规伪距差分改正精度受基线长度增加而造成精度递减的问题.CAPS和移动基站相结合,不仅能有效利用现有地面移动通信基站的资源,而且还能明显提高CAPS等卫星导航系统的定位精度.     

GPS/DR组合定位系统信息融合技术

在分析GPS/DR组合定位系统特点的基础上,设计了一种改进的联邦卡尔曼滤波器结构。对于GPS线性子系统采用标准卡尔曼滤波器,对于DR非线性子系统则采用无察觉卡尔曼滤波器。主滤波器采用动态信息分配系数对子滤波器的结果进行最优估计,并对DR子系统进行误差补偿,部分削减DR的误差累积效应。实验结果表明,算法能够满足车载导航系统的定位要求,并且在GPS误差较大时保持系统较高的可靠性和定位精度。     

Design of dead reckoning system for mobile robot

A dead reckoning system for a wheeled mobile robot was designed, and the method for robot＇s pose estimation in the 3D environments was presented on the basis of its rigid-body kinematic equations. After analyzing the locomotion architecture of mobile robot and the principle of proprioceptive sensors, the kinematics model of mobile robot was built to realize the relative localization. Considering that the research on dead reckoning of mobile robot was confined to the 2 dimensional planes, the locomotion of mobile robot in the 3 coordinate axis direction was thought over in order to estimate its pose on uneven terrain. Because the computing method in a plane is rather mature, the calculation in height direction is emphatically represented as a key issue. With experimental results obtained by simulation program and robot platform, the position of mobile robot can be reliably estimated and the localization precision can be effectively improved, so the effectiveness of this dead reckoning system is demonstrated.     

基于DSP芯片的嵌入式车载GPS定位系统研究

鉴于DSP芯片的高性能低功耗特别适合数字信号的各种滤波,设计了基于DSP的GPS/DR定位系统.首先对车载定位的发展进行介绍,进而阐述了GPS/DR的定位原理,重点介绍了基于联合扩展KALMAN滤波算法的GPS/DR的定位算法研究,并用MATLAB 7.0仿真了扩展KALMAN滤波的性能.在采用联合扩展卡尔曼滤波结构中...     

无人机组合导航系统信息融合方法研究

针对小型无人机通常采用的无线电导航,综合考虑无人机具体情况以及其它导航方式的特点,提出了一种将无线电导航系统(RP)、全球导航星系统(GN SS)、多普勒导航系统(DN S)、地形辅助导航系统(TAN)和景象匹配导航系统(SMN)组合起来,取长补短,构成基于联邦卡尔曼滤波器的DR/RP/GN SS/DN S/TAN/SMN组合导航系统。仿真结果表明,该方法完全可以满足导航精度的要求。     

非平坦地形下移动机器人航迹推测方法研究

精确可靠的航迹推测是实现移动机器人自主导航的一个极为关键的环节.针对一个3 摇杆6驱动轮的移动机器人实验平台,本文提出了其在非平坦地形下的航迹推测方法.通过运动机构的分析,获得了移动机器人自身的位姿及运动参数.基于非平坦地形下运动机构间的刚体约束,建立了机器人的运动学模型.采用编码器、光纤陀螺仪和倾角传感器等测量机器人的动态参数信息,依据其运动学模型实现非平坦地形下的航迹推测、仿真,并分析验证了航迹推测方法的有效性,从而提高了移动机器人自主导航的定位精度.