基于UWB/微慣性的協(xié)同行人導(dǎo)航技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2023-06-13 21:54
行人導(dǎo)航系統(tǒng)(Pedestrian Navigation System,PNS)是導(dǎo)航領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支,近年來的關(guān)注度不斷提升,應(yīng)用的場合變得越來越豐富;谛l(wèi)星的導(dǎo)航技術(shù)趨于成熟,但易受到信號(hào)遮擋、干擾等限制和影響,因此在室內(nèi)、地下和信號(hào)不良的地點(diǎn)無法使用;趹T性信息的行人導(dǎo)航系統(tǒng),常用微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical System,MEMS)來實(shí)現(xiàn),慣性行人導(dǎo)航系統(tǒng)具有成本低、體積小、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。另外,由于其不受衛(wèi)星信號(hào)的約束,故能被應(yīng)用于室內(nèi)商場、地下車庫等地,近年來受到工程界和學(xué)術(shù)界的廣泛研究。由于目前市面上的MEMS精度相對(duì)較低,長時(shí)間的工作會(huì)導(dǎo)致誤差積累,影響定位精度。因此,如何提升導(dǎo)航系統(tǒng)的精度是被一直研究和討論的問題。高精度的慣導(dǎo)設(shè)備造價(jià)較高,而協(xié)同定位可以通過各成員之間的信息共享實(shí)現(xiàn)提升各成員定位精度的目的,是一種既可以節(jié)省成本又能夠提升導(dǎo)航精度的方式。本論文的課題圍繞著如何提升行人導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和實(shí)現(xiàn)協(xié)同定位展開了研究。論文的主要內(nèi)容有四個(gè)部分:1)介紹了行人導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理、位姿解算方法、導(dǎo)航領(lǐng)域常用的坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換關(guān)系,對(duì)捷...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)安排
第2章 行人導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理
2.1 引言
2.2 行人導(dǎo)航系統(tǒng)位姿解算基本原理
2.3 常用坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換關(guān)系
2.3.1 常用坐標(biāo)系定義
2.3.2 各坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
2.4 慣性行人導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)解算
2.4.1 姿態(tài)更新算法
2.4.2 速度與位置更新算法
2.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差分析
2.6 卡爾曼濾波基本原理
2.6.1 離散卡爾曼濾波
2.6.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波
2.7 本章小結(jié)
第3章 基于主航向反饋修正的系統(tǒng)修正算法
3.1 引言
3.2 基于改進(jìn)四條件法的零速修正算法
3.2.1 四條件法及改進(jìn)
3.2.2 基于EKF的系統(tǒng)零速修正
3.2.3 仿真與驗(yàn)證
3.3 基于誤差模型的MEMS器件在線修正算法
3.3.1 MEMS器件的誤差模型
3.3.2 基于模型的在線修正算法
3.3.3 仿真與驗(yàn)證
3.4 主航向反饋修正算法
3.4.1 主航向反饋修正算法
3.4.2 仿真與驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 協(xié)同導(dǎo)航算法研究
4.1 引言
4.2 協(xié)同導(dǎo)航的分類
4.2.1 并行式協(xié)同導(dǎo)航
4.2.2 主從式協(xié)同導(dǎo)航
4.3 基于無線傳感器的測距技術(shù)
4.3.1 TOA和 TOF方法
4.3.2 TDOA和 AOA方法
4.3.3 RSSI方法
4.4 基于UWB/MIMU的行人協(xié)同導(dǎo)航模型
4.5 基于距離信息的雙領(lǐng)航協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)
4.5.1 雙領(lǐng)航協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)模型建立
4.5.2 實(shí)驗(yàn)仿真
4.6 本章小結(jié)
第5章 協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)性能分析
5.1 引言
5.2 Cramer-Rao不等式下界分析
5.3 編隊(duì)隊(duì)形對(duì)導(dǎo)航性能的影響分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號(hào):3833367
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
1.3 本文的主要研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)安排
第2章 行人導(dǎo)航系統(tǒng)基本原理
2.1 引言
2.2 行人導(dǎo)航系統(tǒng)位姿解算基本原理
2.3 常用坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換關(guān)系
2.3.1 常用坐標(biāo)系定義
2.3.2 各坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
2.4 慣性行人導(dǎo)航系統(tǒng)相關(guān)解算
2.4.1 姿態(tài)更新算法
2.4.2 速度與位置更新算法
2.5 捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差分析
2.6 卡爾曼濾波基本原理
2.6.1 離散卡爾曼濾波
2.6.2 擴(kuò)展卡爾曼濾波
2.7 本章小結(jié)
第3章 基于主航向反饋修正的系統(tǒng)修正算法
3.1 引言
3.2 基于改進(jìn)四條件法的零速修正算法
3.2.1 四條件法及改進(jìn)
3.2.2 基于EKF的系統(tǒng)零速修正
3.2.3 仿真與驗(yàn)證
3.3 基于誤差模型的MEMS器件在線修正算法
3.3.1 MEMS器件的誤差模型
3.3.2 基于模型的在線修正算法
3.3.3 仿真與驗(yàn)證
3.4 主航向反饋修正算法
3.4.1 主航向反饋修正算法
3.4.2 仿真與驗(yàn)證
3.5 本章小結(jié)
第4章 協(xié)同導(dǎo)航算法研究
4.1 引言
4.2 協(xié)同導(dǎo)航的分類
4.2.1 并行式協(xié)同導(dǎo)航
4.2.2 主從式協(xié)同導(dǎo)航
4.3 基于無線傳感器的測距技術(shù)
4.3.1 TOA和 TOF方法
4.3.2 TDOA和 AOA方法
4.3.3 RSSI方法
4.4 基于UWB/MIMU的行人協(xié)同導(dǎo)航模型
4.5 基于距離信息的雙領(lǐng)航協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)
4.5.1 雙領(lǐng)航協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)模型建立
4.5.2 實(shí)驗(yàn)仿真
4.6 本章小結(jié)
第5章 協(xié)同導(dǎo)航系統(tǒng)性能分析
5.1 引言
5.2 Cramer-Rao不等式下界分析
5.3 編隊(duì)隊(duì)形對(duì)導(dǎo)航性能的影響分析
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
本文編號(hào):3833367
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