磁阻传感器在车辆航位推算系统中的应用研究

与陀螺仪相比,在车辆航位推算系统中采用磁阻传感器具有较高的性价比。本文阐述了航位推算以及磁阻传感器的工作原理,详细分析了磁阻传感器的误差,提出了相应的误差修正方法,给出了一个用于航向角推算的实用电路。     

粒子滤波及其在车辆航位推算中的应用

在处理非线性滤波问题时最常用的方法是推广卡尔曼滤波.但对于非线性非高斯随机系统的状态估计问题,在估计系统状态及其方差时往往误差较大,且有时会发散.而粒子滤波能应用于任意非线性非高斯随机系统,状态估计的精度较高.为此,本文首先介绍了粒子滤波器的原理和算法,接着讨论了粒子滤波在工程实现中可能会遇到的一些问题,最后以车辆航位推算系统为例进行了仿真,结果表明采用粒子滤波可以获得较高的精度,不足之处在于计算量相对较大.     

一种基于信息融合的滤波算法研究

针对GPS接收机在高机动工作状态或受遮挡时易出现"丢星"现象而导致定位中断的问题,提出了一种采用INS/GPS/DVS组合导航系统对载体进行快速定位、定向的新方法.为了研究平台式惯导INS、全球定位系统GPS和多普勒导航系统DVS组合导航联邦滤波器的实现,用MATLAB对算法做了仿真验证.结果表明:算法具有计算量小、信息传输量少的优点,在确保整个组合系统可靠性的前提下,导航精度有了明显提高.该方法可有效地提高导航系统的精度和可靠性,为融合导航系统的数据分析和处理提供了一个有效途径.     

遮挡环境下的基于 AKF 组合导航定位方法研究

GNSS / INS 组合导航系统已经得到广泛应用。 但是在 GNSS 系统受到环境限制时,松组合方案会失效。 星座几何布局 频繁变化等原因,会造成紧组合导航定位精度大幅下降。 针对这一问题,本文采用基于新息的自适应卡尔曼滤波紧组合导航方 法,设计了城市环境车载实验方案。 该方法以伪距、伪距率的误差作为观测量,进行滤波估算,同时根据新息的方差理论值与实 际值,构建自适应因子,对系统的量测噪声阵进行调整,进一步修正系统误差。 通过实验验证,在可视卫星数低于 4 颗的时间 内,此方法的三维定位误差相较于使用传统的卡尔曼滤波方法定位误差降低了约 24. 2%;在卫星可视条件频繁变化环境中,定 位误差最大降低了约 60%。 结果表明此方法在观测条件较差时,可以对卫星伪距的观测噪声进行调整,降低了状态误差,增强 滤波器的鲁棒性,从而提供更精准的位置信息。     

GNSS_INS组合导航在飞行校验系统中的应用

目前的飞行校验系统以GPS作为空间基准,这种定位方式在精度、性能、可靠性方面都存在着固有缺陷.介绍的SPAN(synchronous position,attitude and navigation)技术集合了2种不同但互补的技术:GNSS(global navigation satellite system)定位技术...     

低成本MEMS加速度计在组合车辆导航中的应用研究

基于里程仪的GPS／DR组合车辆导航系统,能够有效弥补GPS单一导航系统定位可靠性和精度的不足,但在实际使用中存在安装不便的问题,进而制约了其在车辆导航中的应用推广。论文研究了一种基于低成本MEMS加速度计的GPS／DR组合车辆导航系统。论文首先对加速度计信号进行了分析,利用小波分析进行信号降噪并建立了加速度误差模型;然后研究了基于卡尔曼滤波的GPS／DR组合导航算法;最后进行了跑车实验。实验结果表明,该组合导航系统的定位结果满足城市车辆导航定位精度要求,并且在GPS信号受阻情况下,DR单独定位仍可以提供满足要求的定位信息。     

航空用多传感器组合导航信息融合的研究

在已有的SINS/GPS组合导航系统的基础上,将联邦kalman滤波算法与组合高度三阶回路算法动态结合,并利用改进型自适应滤波算法对系统进行实时系统噪声和量测噪声水平估计和修正,实现了SINS/GPS/高度计/磁罗盘多传感器组合导航系统有效融合。所设计系统综合利用了各传感器的优点,克服了各传感器的缺点,并能实时正确地测得载体的三维速度、位置和姿态信息,尤其是高度通道上的速度和位置信息,使多传感器组合导航系统能长时间、有效、稳定地进行飞行导航。经半实物仿真实验表明,所设计的组合导航系统具有较好的稳定性和较高的精度。     

GPS/INS组合导航系统优越性研究及仿真

GPS和INS在导航过程中具有优势互补的特点,以适当的方法将两者组合起来成为1个组合导航系统,必定可以提高系统的整体导航精度及导航性能。本文在以Simulink为平台对INS、GPS进行单独仿真的基础上,充分考虑了各种误差情况,并结合深紧耦合的Kalman滤波器,对GPS/INS组合导航定位优越性进行了仿真验证,同时对GPS/INS组合时的数据同步问题作了较为详细地阐述。Simulink图形化的仿真结果不仅证明了组合导航提高导航精度的可行性,而且证实,通过适当的组合,系统的整体性能可以得到较为有效的改善。     

室内微型组合导航计算机设计

通过对室内导航技术的分析,结合嵌入式控制技术和和微机电系统(micro electro mechanical systems,MEMS)技术,提出了基于MEMS惯性/视觉的室内微型组合导航计算机设计方案。该方案以室内导航的性能需求为基础,设计了以MEMS惯性传感器和摄像头为主要传感器电路,并融合各模块数据完成了计算机系统设计。测试结果表明该系统能够正确采集前方障碍物的距离信息和运动信息,体积小,可靠性高,满足室内导航的要求。     

基于AUKF的SINS/GPS紧组合导航系统研究

以无人驾驶中的导航定位技术为背景,研究了基于自适应无迹卡尔曼滤波器(AUKF)的SINS/GPS紧组合导航系统。设计了基于伪距和伪距率的SINS/GPS紧组合导航系统。针对常规UKF算法计算量大和容错性能差的问题,提出了一种基于比例调节因子的AUKF滤波融合算法。实验结果表明:对于SINS/GPS紧组合导航系统,基于比例调节因子的AUKF相比基于定常因子的UKF误差输出曲线更平滑,避免了非局部效应的影响,实现滤波精度的提高,具有良好的控制性能、跟踪能力和容错性能。     

A novel robust progressive cubature Kalman filter with variable step size for inertial navigationsystem/global navigation satellite system tightly coupled navigation

This article investigates the state estimation problem of the nonlinear system with the large process prior uncertainty but high-accuracy measurement information, the situation is prone to occur in the inertial navigation system (INS)/global navigation satellite system (GNSS) tightly coupled navigation system. Furthermore, the unknown heavy-tailed measurement noises induced by the inaccurate prior navigation information and random measurement outliers are also considered. Given existing methods such as progressive cubature Kalman filter (PCKF) cannot effectively solve the above issues, a novel robust PCKF with variable step size (RVSS-PCKF) is proposed. First, a new Gaussian-uniform-mixing inverse Gamma (GUMIG) distribution is presented to model the variable step size and measurement noise. Next, the GUMIG distribution is expressed as a hierarchical Gaussian presentation and then RVSS-PCKF is derived with the help of the variational Bayesian (VB) inference. In the filter, the state, variable step size and noise statistic are jointly estimated by the fixed-point iterations. Finally, the simulations and real data of the tightly coupled navigation illustrate the superiority of the filter in terms of accuracy and steady-state performance.     

基于DSP的组合导航系统设计

组合导航系统在军民用中有着巨大的应用前景,在高空无人飞行中,组合导航系统的性能直接影响到飞行控制的精度和稳定性。为设计结构紧凑、体积小巧、精度较高、稳定性好的组合导航系统,对微型组合导航系统进行了研究,设计了信号调理电路、模数转换电路、串口扩展电路,并根据所选用的DSP型号—TMS320C6713的特点进行了硬件版图设计,最后对所设计的组合导航系统给出了软件设计。仿真结果表明所设计的组合导航系统稳定性好,精度较高。     

高动态下紧耦合组合导航改进UKF滤波器设计

由于紧耦合导航系统模型为非线性模型,采用线性化滤波方法,线性化误差将影响组合导航的精度,高动态下影响更为明显.UKF(平淡卡尔曼滤波器)避免了非线性系统模型的线性化过程,具有较好的精度.但在高动态条件下,随着滤波迭代计算的进行,舍入误差的积累会引起均方误差矩阵失去非负定性甚至对称性,使滤波增益矩阵失去合适的加权作用从而...     

ZigBee与航迹推算混合定位的电动轮椅导航控制系统

针对具有下肢行动障碍、上肢运动不灵活的老年人或残障人士,以电动轮椅为运动载体,提出了一种ZigBee定位与航迹推算相融合的电动轮椅智能导航控制系统的方案。系统采用ZigBee与航迹推算相融合的定位算法,选取STC系列单片机为中央处理器,对控制系统的硬件部分和软件部分进行了详细设计,并以电动轮椅为控制对象,进行控制系统运动导航的实验验证。结果表明,在运动状态下,混合定位融合了航迹推算和ZigBee定位的优点,与独立的ZigBee定位技术相比,提高了电动轮椅导航系统的位置目标定位精度。