基于車載GPS/INS系統(tǒng)的道路線形多參數(shù)識別技術研究
發(fā)布時間:2021-08-14 17:33
道路是汽車行駛的載體,道路線形參數(shù)的優(yōu)良也直接影響著汽車行駛安全性及穩(wěn)定性。在汽車的側翻模型中,汽車轉彎半徑,道路坡度值等道路線形參數(shù)是引起汽車側翻的重要因素。因此,為了研究道路線形參數(shù)對汽車行駛穩(wěn)定性的影響,就需要準確的獲取汽車轉彎半徑,道路坡度值等道路線形參數(shù)。依據(jù)道路設計圖紙獲取道路線形參數(shù)對于修建年代久遠的道路存在誤差較大的不足。利用人工測量的方法雖能獲取比較準確的道路線形參數(shù),但測量過程耗時久,且需要封閉道路。由于汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù)能夠反映行駛道路的線形參數(shù)。因此,本文提出了一種基于車載GPS/INS設備獲得的汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù),快速、準確的識別道路平縱曲線線形參數(shù)的方法。為了能夠獲取比較精確的原始數(shù)據(jù),針對常用的車載GPS設備易出現(xiàn)信號丟失的問題,提出了將GPS/INS設備應用到汽車行駛過程中的行駛車速、方向、軌跡及姿態(tài)參數(shù)的采集過程中。由于道路情況復雜,在不同等級路面上采集的數(shù)據(jù)中混雜的噪聲頻率不盡相同。因此,需要在處理前確定截止頻率的常規(guī)低通濾波方法不能滿足本文數(shù)據(jù)消噪的要求。由于小波分析在處理信號時,能夠根據(jù)頻率...
【文章來源】:長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的及意義
1.4 研究內容
1.5 本章小結
第二章 基于車載GPS/INS設備的數(shù)據(jù)采集
2.1 汽車行駛安全穩(wěn)定性與道路線形參數(shù)的關系
2.2 數(shù)據(jù)采集設備
2.3 GPS/INS設備常用坐標系
2.4 GPS概述及定位原理
2.4.1 GPS概述
2.4.2 GPS定位原理
2.5 GPS/INS組合工作
2.6 數(shù)據(jù)采集
2.7 本章小結
第三章 數(shù)據(jù)預處理
3.1 常用信號預處理方法
3.1.1 理想低通濾波器
3.1.2 巴特沃斯低通濾波器
3.1.3 切比雪夫低通濾波器
3.1.4 橢圓低通濾波器
3.1.5 低通濾波實例
3.2 小波消噪
3.2.1 小波的定義
3.2.2 小波變換的濾波方法
3.2.3 小波消噪實例
3.3 本章小結
第四章 綜合多參數(shù)道路線形參數(shù)提取
4.1 線路偏心改正
4.2 道路平曲線線形參數(shù)識別方法
4.2.1 道路平曲線線形特征
4.2.2 常用道路平曲線線形識別方法
4.3 航向角介紹及采集數(shù)據(jù)的預處理
4.3.1 航向角與汽車行駛軌跡的關系
4.3.2 航向角預處理
4.4 基于航向角變化的道路平曲線線形參數(shù)識別方法
4.4.1 識別航向角曲線中的斜率變化點
4.4.2 直線段、圓曲線段的曲線擬合
4.4.3 擬合得到的參數(shù)的校驗
4.5 道路縱曲線概述
4.6 道路縱曲線線形參數(shù)的提取
4.6.1 高程測量方法
4.6.2 高程系統(tǒng)
4.6.3 根據(jù)汽車行駛車速的道路坡度測量方法
4.6.4 GPS坡度角精確度的驗證
4.7 道路縱曲線參數(shù)提取算法
4.8 本章小結
第五章 基于車載GPS/INS技術的道路參數(shù)識別系統(tǒng)開發(fā)
5.1 MATLAB獨立運行程序
5.2 MATLAB程序的搭建
5.2.1 采集數(shù)據(jù)的讀取
5.2.2 曲線繪制及道路線形參數(shù)提取、輸出
5.2.3 采集軟件與數(shù)據(jù)分析軟件的整合
5.3 道路線形參數(shù)提取系統(tǒng)實例
5.3.1 道路平曲線線形參數(shù)實例
5.3.2 道路縱曲線線形參數(shù)實例
5.4 本章小結
結論與展望
結論
展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文和專利
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于航向角變化的趨勢集合軌跡特征劃分算法[J]. 李翔,張江水,楊柏欣,王希. 地球信息科學學報. 2015(10)
[2]基于航向角和位置偏差控制的駕駛員模型[J]. 陳煥明,郭孔輝. 農業(yè)機械學報. 2013(10)
[3]基于曲率分析的地圖匹配算法研究[J]. 李星軍,楊海忠. 科學技術與工程. 2012(29)
[4]利用車輛軌跡數(shù)據(jù)提取道路網(wǎng)絡的幾何特征與精度分析[J]. 蔣益娟,李響,李小杰,孫靖. 地球信息科學學報. 2012(02)
[5]道路線形特征自動分類方法[J]. 李會英,曹凱,王曉原. 計算機應用. 2011(06)
[6]整體最小二乘法直線擬合[J]. 丁克良,沈云中,歐吉坤. 遼寧工程技術大學學報(自然科學版). 2010(01)
[7]Design and application of single-antenna GPS/accelerometers attitude determination system[J]. He Jie1, Huang Xianlin1 & Wang Guofeng2 1. Center for Control Theory and Guidance Technique, Harbin Inst. of Technology, Harbin 150001, P. R. China 2. The Third Research Academy, China Aerospace Science & Industry Corporation, Beijing 100072, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2008(02)
[8]基于MATLAB的振動信號平滑處理方法[J]. 孫苗鐘. 電子測量技術. 2007(06)
[9]MATLAB6.5獨立運行程序在彈道參數(shù)測試系統(tǒng)中的應用[J]. 孫思浩,魯飛,周斌. 四川兵工學報. 2006(06)
[10]小波域信號去噪算法[J]. 代廣進,侯正信. 電子測量技術. 2005(06)
博士論文
[1]基于小波分析的測量信號處理技術研究[D]. 李翔.哈爾濱工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]車輛行駛軌跡的特征參數(shù)重構及對行車穩(wěn)定性影響研究[D]. 李龍輝.長安大學 2014
[2]GPS高程擬合在公路工程測量中的應用[D]. 張利.長安大學 2012
[3]GPS高程轉換在公路高程控制測量中的應用研究[D]. 劉明學.長安大學 2012
[4]GPS/INS組合導航算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉帥.解放軍信息工程大學 2012
[5]基于汽車行駛穩(wěn)定性的公路平縱組合線形設計指標研究[D]. 丁慶國.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[6]GPS高程擬合與精度分析[D]. 史俊莉.合肥工業(yè)大學 2010
[7]小波分析在信號去噪中的應用研究[D]. 王芳.西華大學 2009
[8]基于三次樣條曲線擬合公路平面線形方法研究[D]. 張玲.武漢理工大學 2007
[9]車載GPS公路測量中數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 李慶田.解放軍信息工程大學 2006
[10]車載GPS道路測量與修正系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 李翠.長安大學 2006
本文編號:3342891
【文章來源】:長安大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:84 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
1.3 研究目的及意義
1.4 研究內容
1.5 本章小結
第二章 基于車載GPS/INS設備的數(shù)據(jù)采集
2.1 汽車行駛安全穩(wěn)定性與道路線形參數(shù)的關系
2.2 數(shù)據(jù)采集設備
2.3 GPS/INS設備常用坐標系
2.4 GPS概述及定位原理
2.4.1 GPS概述
2.4.2 GPS定位原理
2.5 GPS/INS組合工作
2.6 數(shù)據(jù)采集
2.7 本章小結
第三章 數(shù)據(jù)預處理
3.1 常用信號預處理方法
3.1.1 理想低通濾波器
3.1.2 巴特沃斯低通濾波器
3.1.3 切比雪夫低通濾波器
3.1.4 橢圓低通濾波器
3.1.5 低通濾波實例
3.2 小波消噪
3.2.1 小波的定義
3.2.2 小波變換的濾波方法
3.2.3 小波消噪實例
3.3 本章小結
第四章 綜合多參數(shù)道路線形參數(shù)提取
4.1 線路偏心改正
4.2 道路平曲線線形參數(shù)識別方法
4.2.1 道路平曲線線形特征
4.2.2 常用道路平曲線線形識別方法
4.3 航向角介紹及采集數(shù)據(jù)的預處理
4.3.1 航向角與汽車行駛軌跡的關系
4.3.2 航向角預處理
4.4 基于航向角變化的道路平曲線線形參數(shù)識別方法
4.4.1 識別航向角曲線中的斜率變化點
4.4.2 直線段、圓曲線段的曲線擬合
4.4.3 擬合得到的參數(shù)的校驗
4.5 道路縱曲線概述
4.6 道路縱曲線線形參數(shù)的提取
4.6.1 高程測量方法
4.6.2 高程系統(tǒng)
4.6.3 根據(jù)汽車行駛車速的道路坡度測量方法
4.6.4 GPS坡度角精確度的驗證
4.7 道路縱曲線參數(shù)提取算法
4.8 本章小結
第五章 基于車載GPS/INS技術的道路參數(shù)識別系統(tǒng)開發(fā)
5.1 MATLAB獨立運行程序
5.2 MATLAB程序的搭建
5.2.1 采集數(shù)據(jù)的讀取
5.2.2 曲線繪制及道路線形參數(shù)提取、輸出
5.2.3 采集軟件與數(shù)據(jù)分析軟件的整合
5.3 道路線形參數(shù)提取系統(tǒng)實例
5.3.1 道路平曲線線形參數(shù)實例
5.3.2 道路縱曲線線形參數(shù)實例
5.4 本章小結
結論與展望
結論
展望
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文和專利
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于航向角變化的趨勢集合軌跡特征劃分算法[J]. 李翔,張江水,楊柏欣,王希. 地球信息科學學報. 2015(10)
[2]基于航向角和位置偏差控制的駕駛員模型[J]. 陳煥明,郭孔輝. 農業(yè)機械學報. 2013(10)
[3]基于曲率分析的地圖匹配算法研究[J]. 李星軍,楊海忠. 科學技術與工程. 2012(29)
[4]利用車輛軌跡數(shù)據(jù)提取道路網(wǎng)絡的幾何特征與精度分析[J]. 蔣益娟,李響,李小杰,孫靖. 地球信息科學學報. 2012(02)
[5]道路線形特征自動分類方法[J]. 李會英,曹凱,王曉原. 計算機應用. 2011(06)
[6]整體最小二乘法直線擬合[J]. 丁克良,沈云中,歐吉坤. 遼寧工程技術大學學報(自然科學版). 2010(01)
[7]Design and application of single-antenna GPS/accelerometers attitude determination system[J]. He Jie1, Huang Xianlin1 & Wang Guofeng2 1. Center for Control Theory and Guidance Technique, Harbin Inst. of Technology, Harbin 150001, P. R. China 2. The Third Research Academy, China Aerospace Science & Industry Corporation, Beijing 100072, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2008(02)
[8]基于MATLAB的振動信號平滑處理方法[J]. 孫苗鐘. 電子測量技術. 2007(06)
[9]MATLAB6.5獨立運行程序在彈道參數(shù)測試系統(tǒng)中的應用[J]. 孫思浩,魯飛,周斌. 四川兵工學報. 2006(06)
[10]小波域信號去噪算法[J]. 代廣進,侯正信. 電子測量技術. 2005(06)
博士論文
[1]基于小波分析的測量信號處理技術研究[D]. 李翔.哈爾濱工業(yè)大學 2009
碩士論文
[1]車輛行駛軌跡的特征參數(shù)重構及對行車穩(wěn)定性影響研究[D]. 李龍輝.長安大學 2014
[2]GPS高程擬合在公路工程測量中的應用[D]. 張利.長安大學 2012
[3]GPS高程轉換在公路高程控制測量中的應用研究[D]. 劉明學.長安大學 2012
[4]GPS/INS組合導航算法研究與實現(xiàn)[D]. 劉帥.解放軍信息工程大學 2012
[5]基于汽車行駛穩(wěn)定性的公路平縱組合線形設計指標研究[D]. 丁慶國.哈爾濱工業(yè)大學 2010
[6]GPS高程擬合與精度分析[D]. 史俊莉.合肥工業(yè)大學 2010
[7]小波分析在信號去噪中的應用研究[D]. 王芳.西華大學 2009
[8]基于三次樣條曲線擬合公路平面線形方法研究[D]. 張玲.武漢理工大學 2007
[9]車載GPS公路測量中數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理方法研究[D]. 李慶田.解放軍信息工程大學 2006
[10]車載GPS道路測量與修正系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 李翠.長安大學 2006
本文編號:3342891
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