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基于增强型数字地图的车辆双模卫星融合定位技术研究

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摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究概况

1.2.1 增强型数字地图

1.2.2 多传感器融合定位

1.3 论文的研究内容

1.4 本章小结

第二章 增强型数字地图研究

2.1 增强型数字地图介绍

2.2 增强型数字地图设计

2.2.1 数字地图的设计理念

2.2.2 地理信息的数据采集

2.2.3 数字地图的编辑软件

2.3 增强型数字地图制作

2.3.1 地图制作的总体方案

2.3.2 地图投影的坐标变换

2.3.3 道路平面线形的拟合

2.4 本章小结

第三章 道路路网模型的构建

3.1 模型构建的基础分析

3.1.1 道路路网的形式分析

3.1.2 道路模型的构架分析

3.1.3 平面拟合曲线的选取

3.2 常规道路的模型构建

3.2.1 常规道路模型的设计

3.2.2 常规道路模型的优化

3.3 交叉路口的模型构建

3.3.1 交叉路口模型的设计

3.3.2 交叉路口模型的优化

3.4 本章小结

第四章 基于增强型数字地图的车辆定位算法

4.1 双模GNSS融合定位技术

4.1.1 双模GNSS简介

4.1.2 定位采用的基准

4.1.3 伪距观测量误差修正

4.2 基于双模GNSS和车载传感器的车辆融合定位算法

4.2.1 基于RISS的车辆定位模型

4.2.2 基于双模GNSS和车载传感器的车辆融合定位算法

4.3 基于增强型数字地图的车辆定位算法

4.4 本章小结

第五章 实验结果与分析

5.1 实车实验

5.1.1 实验设备

5.1.2 设备安装

5.1.3 实验场地

5.2 实验结果与分析

5.2.1 增强型数字地图

5.2.2 融合定位实验

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

参考文献

致谢

作者简介

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摘要

为了提升传统基于GPS/INS的车辆定位系统在复杂交通环境下的定位精度与可靠性,满足智能交通系统(Intelligent Transportation System,ITS)对车辆定位精度与可靠性的要求,本课题研究了一种基于增强型数字地图的车辆双模GNSS/车载传感器融合定位方法。同时围绕道路建模、地图制作以及多权重地图匹配等问题进行了分析与探索,最后借助增强型数字地图对定位结果进行多权重匹配优化,从而进一步提升了系统的定位精度与可靠性。 本文的具体研究内容如下: 1、研究了一种面向车辆定位系统的增强型数字地图的设计理念,然后基于此理念选取了合适的地理信息数据采集方式和数字地图编辑软件,最后给出了增强型地图制作的总体方案。 2、基于增强型数字地图的实际要求,针对不同的道路路网形式构建了常规道路模型和交叉路口模型,并选取了Cardinal样条来拟合道路平面线形,然后相应地提出了这两种模型的优化方法。 3、研究了双模GNSS融合定位过程中的时空基准统一和伪距误差修正等问题,然后基于降维惯性系统建立车辆定位模型,并融合双模GNSS和车载传感器数据对车辆进行紧耦合定位。 4、对基于增强型数字地图的车辆定位算法进行研究,研究了一种综合考虑了拓扑关系、历史轨迹点以及夹角等因素的多权重地图匹配方法,该方法可以进一步提升系统的定位精度与可靠性。 5、开展了初步的实车实验,首先将本课题中基于Cardinal样条的道路建模方法与基于B样条的道路建模方法进行对比分析,然后分别对比了双模GNSS伪距双频修正、多传感器融合定位以及多权重地图匹配的定位结果。实验结果表明基于Cardinal样条的道路建模方法可以较好地实现高效性与可靠性两者之间的平衡,借助增强型数字地图对定位系统输出的定位结果进行多权重地图匹配能够进一步提升系统的定位精度与可靠性。

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