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基于双天线GPS车辆自主驾驶系统研究
| 论文题名： | 基于双天线GPS车辆自主驾驶系统研究 |
| 关键词： | 模糊控制;姿态解算;车辆自主驾驶系统;全球定位系统 |
| 摘要： | 只有确切地知道车辆的位置姿态信息，才能使用户获知车辆的位置姿态信息并且向用户提供操作指令，从而达到实时地控制车辆的目的。为了在车辆的自主驾驶过程中，对车辆进行快速、实时、准确地控制，本文设计了基于双天线GPS的车辆自主驾驶系统。 本文采用的是双天线RTK-GPS进行定位，RTK-GPS采用了载波相位动态实时差分方法，在野外能够实时得到厘米级的定位信息。天线布阵的不同，都会使GPS测姿的精度不同，本文采用将天线放置在车辆纵向线的前后端且与车辆纵向线成一定夹角的位置进行测姿。车辆测姿的实现是利用GPS两个天线测得的坐标信息，实时解算出它的俯仰、横滚和航向角度，以达到测姿的目的，同时，位置姿态信息的精度不会随时间的积累而降低。 控制系统是车辆自主驾驶系统中的关键技术。研究车辆控制系统需要的信息是车辆与期望轨迹的横向偏差以及与期望轨迹的航偏角，以此决定需要输出的前轮转角，从而达到控制车辆沿期望的轨迹行驶的目的。本文采用模糊加PID的控制算法，即先采用模糊控制，以提高系统的动态响应速度；采用PID控制，以提高系统的稳态控制精度。通过调整各项系数，使系统达到最优。这样既能获得比纯模糊控制更高的稳态精度，又能获得比PID控制更快的动态响应和更小的超调量，对车辆进行跟踪控制，使其按期望路径行驶。 通过理论分析和试验等工作，先根据状态量之间的关系，预测得到一个估计值，然后结合GPS得到的数据设计一个卡尔曼滤波器，再根据滤波后的双天线坐标信息计算得出车辆的姿态。从而实现的基于双天线RTK-GPS的定位、定姿方法，提高了车辆导航控制精度。 |
| 作者： | 周丽娟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 邢普 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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