低成本单频RTK/MEMS--IMU/VIO融合定位研究

1 绪 论

1.1.1 选题的背景

1.1.2 选题的意义

1.2.1 低成本GNSS RTK研究现状

1.2.2 消费级IMU 研究现状

1.2.3 单频RTK/MEMS-IMU/VIO融合定位研究现状

1.3 论文的主要内容及基本结构

2 传感器基本数学模型

2.1 单频GNSS RTK 数学模型

2.2 MEMS-IMU

2.2.1 陀螺仪数学模型

2.2.2 加速度计数学模型

2.2.3 磁传感器数学模型

2.2.4 气压计数学模型

2.3 视觉惯导里程计

2.4 本章小结

3 消费级传感器性能分析

3.1 单频RTK 天线分析

3.1.1 初始化因素分析

3.1.2 实验设置

3.1.3 双差伪距精度分析

3.1.4 模糊度首次固定分析

3.1.5 实验结论

3.2 MEMS-IMU误差分析

3.2.1 Allan方差计算

3.2.2 消费级IMU 惯导数据分析

3.2.3 气压计与磁传感器误差分析

3.3 视觉惯导里程计误差分析

3.4 本章小结

4 多传感器融合定位系统设计

4.1.1 坐标系定义

4.1.2 姿态更新算法

4.1.3 速度更新算法

4.1.4 位置更新算法

4.2.1 状态量的选取

4.2.2 随机误差建模

4.2.3 状态微分方程

4.2.4 量测方程

4.2.5 线性化

4.3 信息融合算法

4.3.1 扩展卡尔曼滤波

4.3.2 对准和初始化

4.3.3 系统噪声参数

4.3.4 量测噪声参数

4.4 抗差处理

4.5 时间同步处理

4.5.1 GNSS传感器延迟

4.5.2 视觉传感器延迟

4.6 本章小结

5 低成本多传感器融合定位性能分析

5.1 实验平台

5.2 单频RTK/MEMS-IMU组合动静态性能分析

5.2.1 实验设置

5.2.2 实验分析

5.2.3 静态分析

5.2.4 动态无遮挡模式分析

5.2.5 动态有遮挡模式分析

5.2.6 实验结论

5.3.1 实验设置

5.3.2 多传感器融合定位分析

5.3.3 仿真GNSS中断实验

5.3.4 实验结论

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

附录

A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目及得奖情况

C. 学位论文数据集

致谢