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基于DSRC辅助的车辆协作定位技术研究
| 论文题名： | 基于DSRC辅助的车辆协作定位技术研究 |
| 关键词： | 智能交通系统;专用短程通信;车辆协作定位;全球定位系统;卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 智能交通系统（Intelligent Transport System,ITS）越来越多地被人们认为能够缓解道路上的交通影响，这些影响因素包括人身安全，能源和环境等，而车辆定位是很多ITS应用的前提条件。尽管全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS），如全球定位系统（Global Positioning System,GPS），已经广泛地应用于车辆导航和车流量管理，但是GNSS系统的定位精度在诸如避免碰撞、道路精确定位等方面尚未达到要求。协作定位（Cooperative Positioning,CP）技术可以通过车辆间信息交互来提高车辆定位精度。 论文首先介绍了几种协作定位的概念，详细分析了传统协作定位和现代协作定位的特点。而在现代协作定位技术中，各车辆节点的距离和速度测量是协作定位的核心技术之一，论文对基于专用短程通信（Dedicated Short Range Communication,DSRC）的测距测速算法进行了详细讨论。 其次，针对车辆自组织网络中车辆高精度相对定位要求，在传统GPS伪距双差定位技术基础上，提出了一种基于INS/GPS的紧组合协作定位（CP）技术，该技术将各车辆的惯性导航传感器测量信息、GPS伪距及GPS多普勒频移通过DSRC进行交互，并采用卡尔曼滤波技术将本车测量信息和邻车信息进行融合，进而提高车辆间的相对定位精度。通过对实测车载试验数据的验证与分析可以得出，在充足的GPS信号覆盖环境中，新的紧组合CP的性能优于伪距双差紧组合CP和差分GPS，性能提升程度分别达到10％和24％；而在GPS信号完全中断的环境中，性能提高可分别高达35％和45％。 最后，考虑到密集城市环境中，GPS测量精度会变得很低甚至测量结果完全不可用，使得任何协作定位技术（CP）算法面临着严峻的考验。为此，论文在基于INS/GPS的紧组合协作定位技术上，加入来自DSRC信号载波的多普勒频移，提出了一种基于DSRC-Doppler/IMU/GPS的增强紧组合CP技术，其主要思路通过车辆传送其惯性测量单元（IMU）数据和GPS测量数据，并将每个车辆的基于DSRC信号载波的多普勒频移、GPS测量数据和IMU数据进行融合。经过对实际的车载试验数据分析得出，在充足的GPS信号覆盖环境中，相比于基于INS/GPS紧组合CP，伪距双差紧组合CP和差分GPS，新的紧组合CP的性能提升程度分别达到6％，15％和28％。在GPS信号完全中断的环境中，性能提高可分别达到35％，47％和55％。 |
| 作者： | 唐海星 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 魏宇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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