本文關(guān)鍵詞：基于ARM嵌入式組合導航系統(tǒng)的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著城市交通系統(tǒng)日益復雜以及機動車數(shù)量的激增,由此引發(fā)的城市交通問題也與日俱增。為了使廣大駕駛員安全有效地行駛,車輛導航系統(tǒng)的作用就越顯突出。傳統(tǒng)的全球定位系統(tǒng)在高層建筑物之間、地下通道和森林等環(huán)境下,會出現(xiàn)信號減弱或丟失,從而使車輛不能進行準確定位或者無法定位。為了確保車輛導航系統(tǒng)的準確性及可靠性,組合導航技術(shù)以其優(yōu)點應運而生,成為了該領(lǐng)域研究的熱點。與相比,航位推算技術(shù)有自主性強、短期內(nèi)精度高、實時性好等特點,但同時其誤差也會隨時間的推移而累積。而采用和組合的方式就能克服各自的缺點,使得整個系統(tǒng)的性能得到改善。因此,本文基于組合導航技術(shù)設計了一個嵌入式組合導航系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容圍繞組合導航系統(tǒng)的改進、組合導航系統(tǒng)硬件設計和軟件設計展開。首先調(diào)研了組合導航系統(tǒng)的國內(nèi)外發(fā)展狀況,對其進行了詳細分析,并針對目前航位推算技術(shù)存在的缺陷,提出采用加速度計、陀螺儀和磁阻傳感器的航位推算方案。隨后對航位推算器件誤差產(chǎn)生的主要原因進行了分析,并給出了相應地補償方法。接著研究了機動目標“當前”統(tǒng)計模型的算法,并給出了一個基于三維空間位置精度因子的自適應數(shù)據(jù)融合算法。然后詳細介紹了組合導航系統(tǒng)硬件設計思路與方法,主要包括控制器、電源、和系統(tǒng)等各個模塊的設計�；谒O計的硬件又進行了相應的嵌入式軟件設計,包括傳感器配置、各個模塊的數(shù)據(jù)采集及處理、數(shù)據(jù)融合等,并對其進行了調(diào)試。最后論文對所設計的組合導航系統(tǒng)進行了大量的車載測試。測試表明,該系統(tǒng)能有效解決因環(huán)境問題引起的無法正常定位,而且能夠平滑導航軌跡,同時有效地抑制因路面起伏和傳感器安裝引起的導航誤差。該系統(tǒng)在復雜的路況以及發(fā)生信號遮擋的環(huán)境里都有較強的導航能力,符合廣大駕駛員對車輛導航的要求,達到了設計目的。
【關(guān)鍵詞】：GPS DR 組合導航系統(tǒng) 數(shù)據(jù)融合 自適應
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;U463.67
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 引言9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 車輛導航的發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 組合導航技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的研究思路和內(nèi)容13-16
• 1.3.1 研究思路13-14
• 1.3.2 主要內(nèi)容14-16
• 第2章 組合導航系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)分析16-28
• 2.1 GPS定位技術(shù)分析16-18
• 2.2 航位推算技術(shù)分析18-21
• 2.2.1 航位推算技術(shù)原理18-19
• 2.2.2 航位推算器件介紹19-21
• 2.3 坐標變換分析21-24
• 2.3.1 導航系統(tǒng)坐標系21-23
• 2.3.2 坐標系之間的變換23-24
• 2.4 航位推算系統(tǒng)優(yōu)化分析24-26
• 2.4.1 DR改進分析24-25
• 2.4.2 姿態(tài)轉(zhuǎn)換矩陣更新分析25-26
• 2.5 組合導航系統(tǒng)主要組合方式分析26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 組合導航系統(tǒng)數(shù)據(jù)濾波及融合28-47
• 3.1 DR系統(tǒng)的誤差分析與處理28-36
• 3.1.1 加速度計誤差分析及補償28-35
• 3.1.2 陀螺儀誤差分析及補償35-36
• 3.2 GPS/DR組合導航算法36-44
• 3.2.1 卡爾曼濾波算法36-40
• 3.2.2 DR子系統(tǒng)建模40-44
• 3.3 信息分配自適應算法44-45
• 3.4 組合導航系統(tǒng)算法仿真測試45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 組合導航系統(tǒng)硬件設計47-56
• 4.1 硬件總體方案設計47-48
• 4.2 主控電路48-51
• 4.2.1 控制模塊電路設計48-49
• 4.2.2 電源和串口電路設計49-50
• 4.2.3 時鐘電路設計50-51
• 4.3 DR模塊電路51-53
• 4.3.1 加速度計電路設計51-52
• 4.3.2 陀螺儀電路設計52
• 4.3.3 磁阻傳感器電路設計52-53
• 4.4 GPS電路設計53-54
• 4.5 其它電路54-55
• 4.5.1 SD卡電路設計54-55
• 4.5.2 SWD電路設計55
• 4.6 本章小結(jié)55-56
• 第5章 組合導航系統(tǒng)軟件設計56-67
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體設計56-57
• 5.2 DR系統(tǒng)軟件設計57-62
• 5.2.1 加速度計芯片配置58-61
• 5.2.2 DR系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀取61-62
• 5.3 GPS模塊軟件設計62-64
• 5.4 存儲模塊軟件設計64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第6章 測試與分析67-75
• 6.1 測試平臺搭建67-68
• 6.2 測試結(jié)果及分析68-74
• 6.2.1 靜態(tài)測試68-69
• 6.2.2 水平路段測試69-73
• 6.2.3 整體性能測試73-74
• 6.3 本章小結(jié)74-75
• 第7章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 總結(jié)75-76
• 7.2 展望76-77
• 參考文獻77-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果84

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于ARM嵌入式組合導航系統(tǒng)的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：290513