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基于ARM的微小型车载组合定位系统设计
| 论文题名： | 基于ARM的微小型车载组合定位系统设计 |
| 关键词： | 车载组合定位;ARM嵌入式系统;MEMS传感器;GPS定位系统;卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 车载组合定位是现代汽车必不可少的重要功能，它通过集成化的传感器及卫星定位系统，实时定位车辆位置，在现代错综复杂的城市交通中有着广泛的应用。 论文以微小型车载组合定位系统设计课题为依托，以提高车辆组合定位精度为目标，设计了基于ARM嵌入式系统的微小型车载组合定位系统，借助MEMS传感器设计的惯性导航系统板及相应的融合算法，实现对实际车辆的实时高精度的定位。 论文首先分析了车载组合定位系统的设计方案，分析了组合定位中的基本原理，包括坐标变换原理、GPS定位原理、基于MEMS传感器的定位原理，提出了基于MEMS传感器与GPS定位系统进行组合的定位方法。 设计采用ADXL345三轴加速度计与L3G4200D三轴陀螺仪组成SINS模块，利用HMC5883L三轴磁强计进行航向校正。论文设计了磁强计动态校正方法，实现了车载动态环境下的实时校正，提高了磁强计的实用性。通过对MEMS加速度计与陀螺仪的误差建模与分析，设计了基于小波变换的滤波方法，实现对MEMS传感器数据的处理，使得数据输出更加准确。 组合定位系统采用基于最优降速法的航姿确定方法与卡尔曼滤波的组合定位算法进行数据融合。依靠设计的MEMS传感器单元进行车载系统航姿确定，实现对车辆航向的准确测量，然后依据航向角计算由SINS系统定位的东向与北向速度及位移，利用卡尔曼滤波设计组合定位算法，实现最终的定位，有效的提高了车载组合定位系统的定位精度。 论文最后给出了系统硬件设计原理图及软件设计流程图，并通过实际跑车试验验证设计的可行性。通过动态校正实验验证了磁强计动态校正算法的可行性，提高了磁强计的精度；通过航姿确定的推位实验，验证了航姿确定算法的可行性，提高了SINS系统定位的精度；通过组合定位实验，实现卡尔曼滤波在车载组合定位系统中的实际应用，解决了单一定位的缺点，提高了系统的定位精度；通过GPS失锁实验，验证了SINS短期定位可行性，同时体现了组合定位的优势。 |
| 作者： | 徐祥 |
| 专业： | 导航、制导与控制 |
| 导师： | 钱华明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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