文档介绍：吉林大学硕士研究生学位论文
论文分类号 单位代码 10183
密级内部研究生学号201325
吉林大学
硕士学位论文
基于加速度计的无陀螺惯性导航系统的研究
Study on Gyroscope-Free Inertial Navigation
Systems based on Accelerometers
作者姓名: 闫冬
专业: 车辆工程
导师姓名: 管欣
及职称: 教授
论文起止年月:2001 年 10 月至 2003 年 3 月
I
目录
提要
汽车状态的实时准确测量是汽车智能辅助驾驶系统研究的关键问题。
本文针对智能辅助驾驶车辆研究的需求,建立了一套无陀螺仪式惯性导
航系统。该系统没有采用传统的陀螺仪测量方式,而仅采用微机电系统技术
制造的高精度、低价格和体积小的加速度计,根据合理的六加速度计布置策
略和核心导航算法,通过六个加速度计的瞬时读数来实时精确地计算车辆控
制所需的瞬时状态信息。
论文中阐述了无陀螺仪式惯性导航系统实现的理论推导与数学原理,实
现了其核心导航算法,并通过仿真与实车试验对算法进行了验证,为最终将
无陀螺仪式惯性导航系统的软硬件集成到智能辅助驾驶试验车上,实现汽车
状态信息的实时、高精度和低价位的测量提供了有效的方法。
吉林大学硕士研究生学位论文
目录
提要............................................................ 1
目录............................................................ 1
第一章绪论...................................................... 1
课题的提出............................................... 1
无陀螺仪式惯性导航系统的提出....................... 1
微机电系统技术简介................................. 3
惯性导航(INS)系统研究的历史与现状........................ 5
常规惯性导航(INS)系统研究.......................... 5
无陀螺仪式惯性导航系统(GF-INS)系统研究............. 6
课题研究的意义........................................... 7
课题研究的主要内容....................................... 8
第二章核心导航算法的理论推导与数学原理......................... 9
引言.................................................... 10
加速度计传感器的建模.................................... 10
加速度计物理结构.................................. 10
电容加速度计模型.................................. 13
加速度计的数学模型................................ 13
三维空间上的刚体运动.................................... 15
刚体运动方程...................................... 15
加速度计输出...................................... 18
旋转操作的特性.................................... 18
绕固定轴旋转的情况................................ 21
刚体运动例子...................................... 23
无陀螺仪式惯性导航系统的可行性.......................... 26