基于ARM的组合导航计算机系统方案设计

主要讨论嵌入式GPS／SINS组合导航系统的工程设计问题,以微惯性测量单元（MIMU）和GPS接收机作为传感器,以ARM（Advanced RISC Machines）为核心作为导航计算机,设计构造了一种嵌入式GPS／SINS组合导航系统,给出了系统的硬件结构框图和程序设计流程图,并讨论了软件设计中的一些问题,该方案对于缩短工程领域中导航系统的开发周期、增强系统扩展性、降低系统成本和体积具有重要意义。     

基于MEMS技术的车载组合导航系统研究

针对当前车载GPS导航仪实时性和可靠性差的问题,设计出一种基于MEMS技术的低成本车载GPS/MIMU/GIS组合导航系统,建立了GPS/MIMU组合系统的误差模型,对该模型进行了计算机仿真研究,并运用地图匹配算法对GPS/MIMU/GIS导航信息误差进行修正;跑车试验表明,该组合导航系统成本低、精度高,可靠性强,特别适合于军用和民用车辆的导航定位。     

MIMU/GPS组合导航系统小型化设计

为满足小型无人机、手持制导设备及无人探测车等对低成本轻重量导航系统需求,应用MEMS惯性测量单元和GPS接收机模块,完成MIMU/GPS组合导航系统小型化设计。组合导航计算模块基于DSP+FPGA+FLASH设计完成,实现多传感器通信、串并行数据转换及与上位机人机交互等功能。将计算模块、电源模块、MIMU及GPS接收机集成到嵌入式MIMU/GPS组合导航系统中,完成的系统直径80 mm,高度80 mm,质量不超过600 g。对集成后系统进行定点动姿态实验,结果表明:该组合导航系统定点位置测量精度在1 m以内,动姿态测量精度姿态角在0.1°以内,航向角在0.5°以内。     

基于ARM的移动机器人组合导航系统设计与实现

为了实现室外自主移动机器人的导航定位需求,利用微惯性测量单元(MIMU)和全球卫星定位系统(GPS)接收机,设计并实现了一种基于ARM Cortex M4内核的SINS/GPS组合导航系统。详细介绍了系统硬件组成、软件结构,并在此基础上实现了Kalman滤波的SINS/GPS组合导航算法。将该组合导航系统安装于旅行者II移动机器人,采用差分GPS对组合导航系统性能进行评估。实验结果表明:该系统具有较高的精度,达到了设计要求,具有良好的实用性。     

微小型无人直升机组合导航系统数据融合的研究

文章在考虑微小型无人直升机的特点及对导航定位系统的需求的基础上,对MIMU和GPS进行了合适的选型,设计了以DSP为核心的组合导航定位系统及其系统的数据同步电路;根据MIMU和GPS所提供的位置和速度的误差值,文章建立了闭环反馈控制的间接卡尔曼滤波器的方法进行数据融合;运用MATLAB的DSP数字信号处理工具进行仿真,实验仿真结果表明,文章所采用的组合导航系统较单一导航系统在控制精度和可靠性上有明显提高。     

嵌入式GPS/MIMS组合导航系统的设计与应用

利用微型惯性测量单元MIMU和GPS-OEM板,设计了一种低成本、轻小型的嵌入式GPS/MIMS组合导航系统。根据组合导航系统的数据流图,给出了RTLinux环境下组合导航系统软件的结构和实现方法,为编码提供依据。     

基于非线性滤波的无人机组合导航新方法研究

提出一种基于微惯性测量装置/多卜勒测速系统的无人机组合导航新方法,并采用非线性滤波-Unscented卡尔曼滤波(UKF)来解决系统状态方程和量测方程的非线性问题.首先,采用低精度的微陀螺和微加速度计作为惯性测量器件构成MIMU,将其与多卜勒测速系统(DVS)构成MIMU/DVS组合导航系统;然后,以MIMU和DVS的系统误差作为状态,利用各子系统输出的速度信息构造量测,设计卡尔曼滤波器,采用UKF法对导航系统误差进行估计,进而对系统进行误差校正.仿真结果表明,基于非线性滤波的MIMU/DVS无人机组合导航新方法具有较高的导航精度,同时有效地降低了系统成本,具有良好的工程应用价值.     

微型组合导航计算机设计

利用ARM系列微处理器S3C44B0X和多片TI公司的DSP芯片TMS320VC33,设计了针对MIMU/GPS组合导航系统的微型导航计算机.首先介绍了系统的硬件设计方案,为提高系统的可靠性,运算模块和A/D转换模块设计为三模冗余结构,其次,给出了系统的数据融合方法,为有效抑制系统观测数据中的野值,设计了基于SVR的抗野值Kalman滤波器.测试结果证明该设计不仅保证了组合导航系统的精度,而且提高了导航计算机的可靠性和抗干扰性.     

基于强跟踪滤波器的MIMU/GPS组合导航系统

研究微型惯导系统优化导航,在实际工程应用中设计强跟踪滤波器的MIMU/GPS组合导航系统,为验证整个组合导航系统的正确性和可靠性,采用软件无线电平台,进行了系统硬件架构和算法设计,使得整个系统具有较强的灵活性和可扩展能力.系统组合方式采用伪距、伪距率紧密组合.滤波器部分引入对突变状态具有较强鲁棒性和跟踪能力的强跟踪滤波器,对系统进行了最优估计和反馈校正.进行车载仿真试验,结果表明,整个系统组合效果显著,跟踪精度满足了设计要求.     

SINS/GLONASS/GPS组合导航系统的故障检测研究

为了避免由于应用过多的卡尔曼滤波器在组合导航系统中所带来的一系列问题,提出了一种应用SINS/GLONASS/GPS组合导航信息进行故障诊断的新方案。在总体设计了SINS/GLONASS/GPS组合容错导航系统方案的基础上,从理论上证明了该方案的可行性。SINS/GPS/GLONASS容错导航系统大大增强了系统的可用性和自主完备性,同时,提高了系统的联合定位精度。     

基于PC104和DSP的分布式导航计算机设计

单独采用PC104不能很好的实现多传感器的数据采集和导航解算双重任务,本文基于PC104的堆栈式结构,以TI公司TMS320F28335浮点DSP为核心处理器设计了一款双CPU、分布式、小型化的导航计算机。通过PC104总线扩展MOXA多串口卡实现微惯性测量元件MIMU和GPS的数据采集,而在DSP中完成导航算法和组合导航参数的解算。PC104与DSP之间的高速数据通信通过扩展双端口RAM实现,系统地址的逻辑选通和时序的控制通过CPLD实现     

基于MIMU/GSP的双核微系统的设计与应用

为了提高导航精度,设计了以DSP+单片机双处理器为核心的MIMU/GPS组合导航微处理器系统,采用单片机+双口RAM采集GPS数据并缓存,DSP对数据并行读取,既节约了CPU时间,又实现了对IMU的高采样率;采用TL16C550A与MAX232和主机异步串行通信,来实现DSP和上位机的高速通信,并对数据实时显示;整个系统采用CPLD为时序控制,并利用1PPS脉冲和CPLD时钟分频实现MIMU和GPS数据的同步采集。本系统在中北大学周边路段进行跑车实验,以5K的采样率对惯性测量单元采样,同时能够完成周期内的导航解算,避免了串口通信带来的CPU时间等待;同时系统以1PPS为时间基准触发DSP中断能够保证数据采集和读取的实时性。通过实验验证,本系统具有高采样率,实时性好的优点,为组合导航系统的研究提供硬件平台,在实际的工程应用中具有一定的参考价值。     

低成本MINS/GPS组合导航系统的设计实现

设计了一种基于MEMS惯性器件和ARM微控制器的低成本MINS/GPS组合导航系统.GPS辅助信号的引入克服了MEMS惯性器件精度低、稳定性差,无法独立完成长时间导航的问题.文中针对组合滤波中的非线性和滤波发散等问题,采用自适应UKF算法解决,完成了系统原理样机的设计实现,并进行了相关测试.静态实验和跑车实验证明,系统设计方案可行,具有一定的精度、稳定性和实用价值.     

基于Cortex-M4的多传感器组合导航系统设计

针对移动机器人导航定位需求,设计了一种低成本、便携式的多传感器组合导航系统.采用ARM Cortex-M4内核的STM32F407处理器为电路核心,利用微惯性测量单元(MIMU)、全球卫星定位系统(GPS)以及电子罗盘作为导航数据源,进行了相关的硬件设计;采用移动导航平台进行实验验证,通过实测数据进行分析,结果表明:该组合导航系统可以有效提高导航精度,使其导航定位经纬度误差稳定在1.0m左右,航向角误差稳定在0.8°以内,对移动机器人导航有一定的参考价值.