本文關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車載定位系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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【摘要】：近年來,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為解決城市道路交通問題的研究熱點。車輛定位技術(shù)是車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的核心技術(shù),傳統(tǒng)的車載定位系統(tǒng)采用GPS (Global Positioning System,全球定位系統(tǒng))技術(shù),雖然GPS具有較高的定位精度,但是在衛(wèi)星受到遮擋的情況下容易丟星,無法實現(xiàn)精確定位,不能滿足城市道路交通復雜的環(huán)境。為此,針對現(xiàn)有車載定位系統(tǒng)的不足,本文研究了車聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下車載定位系統(tǒng)的組合導航算法和系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計與實現(xiàn)。首先,本文分析了車聯(lián)網(wǎng)車載定位系統(tǒng)的研究背景意義和國內(nèi)外發(fā)展狀況,并對定位系統(tǒng)所需要的關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述。接著對車載定位系統(tǒng)進行功能需求分析和總體設(shè)計,重點說明了定位系統(tǒng)組合導航濾波器的設(shè)計原理和過程,系統(tǒng)采用GPS和SINS (Strapdown Inertial Navigation System,捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng))組合導航的松組合模式,對組合導航系統(tǒng)進行誤差分析,建立系統(tǒng)誤差狀態(tài)方程和量測方程,采用卡爾曼濾波方法對組合導航系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)融合。其次,定位系統(tǒng)軟硬件設(shè)計分為車載終端和控制中心兩部分,本文闡述了定位系統(tǒng)的硬件平臺結(jié)構(gòu),并對主控模塊、定位模塊、慣性導航模塊和通信模塊的性能參數(shù)進行了說明。對車載終端和控制中心分別進行軟件的功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用C++編程語言完成定位系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、組合導航算法、地圖開發(fā)、用戶界面、無線網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計。最后,對車載定位系統(tǒng)進行實車測試與驗證,并對實驗結(jié)果進行分析。通過實車行駛軌跡與測試方案選擇路線對比,GPS導航行駛軌跡與GPS/SINS組合導航行駛軌跡對比,驗證了組合導航算法的有效性。通過對系統(tǒng)軟件各功能的測試,實現(xiàn)了車輛實時定位、行駛軌跡查詢、在線車輛管理功能,驗證了定位系統(tǒng)的可行性,達到了論文預期的開發(fā)設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：車聯(lián)網(wǎng) 車輛定位 GPS/SINS組合導航 車載終端 控制中心
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U495;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 車聯(lián)網(wǎng)車載定位系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)14-15
• 2 車聯(lián)網(wǎng)車載定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)15-31
• 2.1 車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)15-19
• 2.1.1 車輛網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)15-16
• 2.1.2 車輛網(wǎng)應用場景16-19
• 2.2 GPS/SINS組合導航技術(shù)19-25
• 2.2.1 GPS全球定位系統(tǒng)19-21
• 2.2.2 捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)21-23
• 2.2.3 GPS/SINS組合導航系統(tǒng)23-25
• 2.3 GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)25-27
• 2.3.1 地理信息系統(tǒng)組成26
• 2.3.2 Google Earth開發(fā)技術(shù)26-27
• 2.4 無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)27-30
• 2.4.1 WI-FI通信技術(shù)27-29
• 2.4.2 4G通信技術(shù)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 車聯(lián)網(wǎng)車載定位系統(tǒng)總體設(shè)計31-61
• 3.1 定位系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)31-32
• 3.1.1 定位系統(tǒng)功能需求分析31
• 3.1.2 定位系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)31-32
• 3.2 定位系統(tǒng)組合導航濾波器設(shè)計32-45
• 3.2.1 卡爾曼濾波原理32-34
• 3.2.2 組合導航系統(tǒng)誤差分析34-39
• 3.2.3 GPS/SINS組合導航算法39-45
• 3.3 系統(tǒng)硬件平臺設(shè)計與實現(xiàn)45-51
• 3.3.1 硬件平臺結(jié)構(gòu)45-47
• 3.3.2 主要硬件模塊選擇47-51
• 3.4 系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計與實現(xiàn)51-60
• 3.4.1 軟件開發(fā)平臺51-52
• 3.4.2 車載終端設(shè)計52-57
• 3.4.3 車聯(lián)網(wǎng)控制中心設(shè)計57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 4 車聯(lián)網(wǎng)車載定位系統(tǒng)測試61-73
• 4.1 系統(tǒng)測試方案設(shè)計61-62
• 4.1.1 測試環(huán)境選擇61-62
• 4.1.2 測試平臺搭建62
• 4.2 組合導航算法驗證62-66
• 4.2.1 組合導航模塊測試62-65
• 4.2.2 行駛軌跡分析對比65-66
• 4.3 定位系統(tǒng)軟件功能驗證66-71
• 4.3.1 車載終端軟件66-68
• 4.3.2 控制中心軟件68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-73
• 5 結(jié)論與展望73-75
• 5.1 結(jié)論73
• 5.2 展望73-75
• 參考文獻75-77
• 圖索引77-79
• 表索引79-81
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學位期間取得的研究成果81-85
• 學位論文數(shù)據(jù)集85

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