誤差累積是影響慣性導航系統(tǒng)精度的棘手問題。在導航解算過程中,慣性器件微小的誤差都會以三次方的形式迅速積累。由于慣性器件誤差的多樣性與復(fù)雜度,無法準確的對誤差進行一次性建模與處理;同時,現(xiàn)有的誤差修正技術(shù)存在穩(wěn)定性差、修正后位置航向精度不高等問題,導致現(xiàn)有的慣性導航器件依然無法被廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)定位。圍繞慣性導航系統(tǒng)誤差積累的問題,本論文推導了慣性導航系統(tǒng)(Inertial Navigation System,INS)的速度、位置與姿態(tài)公式,分析了慣性導航誤差,并對誤差進行了修正。結(jié)合超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)定位特點與已知地圖信息,提出了一種基于UWB/MEMS-INS與電子地圖的室內(nèi)定位系統(tǒng)。定位系統(tǒng)采用分區(qū)設(shè)計:在UWB視距區(qū)域,采用擴展卡爾曼濾波器對UWB/MEMS-INS進行組合;在UWB非視距區(qū)域,構(gòu)建了基于條件隨機場的室內(nèi)地圖匹配算法模型,實現(xiàn)了室內(nèi)三維定位。本文研究的內(nèi)容主要包含之下幾點:1.慣性誤差分析與抑制:分析總結(jié)了慣性導航系統(tǒng)存在的主要誤差。并根據(jù)這些誤差的不同特性,設(shè)計了相應(yīng)的誤差修正算法。采用陀螺測漂技術(shù)和零速修正技術(shù)對誤差進行初步的修正...

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 室內(nèi)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 室內(nèi)定位技術(shù)相關(guān)理論
        1.2.2 慣性器件誤差抑制算法研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容及論文安排
第2章 慣性導航解算及誤差修正
    2.1 室內(nèi)行人位姿解算
    2.2 慣性導航誤差分析與修正
        2.2.1 陀螺測漂技術(shù)
        2.2.2 零速檢測與修正算法
    2.3 實驗驗證
        2.3.1 慣性導航器件數(shù)據(jù)采集
        2.3.2 地圖數(shù)字化處理與設(shè)計
        2.3.3 實驗結(jié)果與分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 基于UWB/MEMS-INS的室內(nèi)定位系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 超寬帶定位技術(shù)
    3.2 室內(nèi)環(huán)境輔助定位
        3.2.1 基站分布預(yù)區(qū)域劃分
        3.2.2 標簽所在區(qū)域判斷方法
    3.3 基于UWB/MEMS-INS的組合導航系統(tǒng)
        3.3.1 擴展卡爾曼濾波器原理
        3.3.2 組合導航系統(tǒng)數(shù)學模型
    3.4 實驗結(jié)果及分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于條件隨機場的室內(nèi)二維地圖匹配算法研究
    4.1 基于條件隨機場的數(shù)學模型研究
    4.2 基于方位特征的狀態(tài)點預(yù)測
        4.2.1 室內(nèi)狀態(tài)點
        4.2.2 狀態(tài)點預(yù)測
        4.2.3 觀測點提取
    4.3 室內(nèi)地圖匹配設(shè)計
    4.4 實驗結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于條件隨機場的三維室內(nèi)地圖匹配算法研究
    5.1 三維室內(nèi)狀態(tài)點設(shè)計
    5.2 狀態(tài)點預(yù)測與觀測點提取
        5.2.1 狀態(tài)點預(yù)測
        5.2.2 觀測點提取
    5.3 高度地圖匹配模型設(shè)計
    5.4 三維位置信息融合
    5.5 實驗結(jié)果及分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的成果
致謝



本文編號：3985258