文档介绍：北京交通大学
硕士学位论文
车辆组合导航系统的多传感器故障检测及隔离技术研究
姓名:梁坤
申请学位级别:硕士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:蔡伯根
20050301
摘要本文介绍了车辆导航及相关技术、导航系统中的数据融合方法以及故障检测和容错技术,阐述了自行设计的适合于智能交通系统中的一种实用、高可靠性且具有很强容错能力的组合导航系统,咀及其中的故障检测及容错功能的设计与实现。在介绍了卡尔曼滤波方法基础上,简单比较了常用的数据融合方法,选择出了本文研究的组合导航系统的数据融合方法,提出了基于动态检测及容错反馈的数据融合方法。选用了加速度计、陀螺仪、里程计、磁罗盘和逯值己酱ǜ衅鞴成组合导航系统。根据各种传感器的特点,对传感器数据进行了软件模拟。并在传统的组合导航系统的基础上,自行设计了组合导航系统,采用联邦卡尔曼滤波器结构,并利用残差煅榈姆椒ń辛故障检测,设计和实现了导航系统的容错及数据融合算法。软件模拟了导航传感器的故障,进行了大量的仿真实验,并对故障检测及故障估计算法的有效性和容错算法对导航系统的影响作了较详尽的分析和研究。分别采用和两种组合结构来构成导航系统,对系统性能作了比较,得出了相关结论。实验效果表明:故障检测算法能较好地完成检测导航子系统故障的功能,五种常用的导航传感器通过一种新的白行设计的系统结构能较好的完成故障估计和决策的功能,可以对导航传感器故障进行较精确的定位,提高了传感器的利用率,并可以优化以后的容错过程,对故障进行隔离并进行系统动态重构,改善了导航的精度并增强了导航系统的可用性,该组合导航系统的导航效果良好。关键词:全球卫星定位系统;航位推算;组合导航;故障检测及隔离;动态重构;数据融合北京交通大学硕十学位论文
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⋯名:榭日期:川年弓月独创性声明本人声明,所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽本人所知,除了文中特别加齀标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得北京交通大学或其他教学机构的学位或证书而使用过的材料。
,交通管理在现代车辆上。近代道路交通的发展和军事的要求,、改善道路安全,减少交通拥挤和空气污染对生态环境造成的恶劣影响。其中计算机、信息和通信技术越来越被广泛的应用,这一新兴领域被称为智能交通系统【俊K墙冉男畔⒓际酢⑹萃ㄑ洞浼际酢⒌缱哟ǜ屑际酢⒌缱涌刂技术及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面管理系统而建立的一种大范围、全方位发挥作用的、实时、准确、高效的整体交通运输管理系统。其中车辆定位导航系统的性能是提高行缘闹匾;方凇车辆定位导航系统是借助于人的干预和通过无线电通信网络提供的实时通信信息来确定车辆的位置,进而为下一步行动提供导航信息的系统【浚它属于智能交通系统姆冻搿车辆定位导航系统的发展最早可以上溯到几千年前的中载的指南车和计里鼓车可以说是最早的定位导航系统。随着技术的发展,里程计、差分罩程计、磁罗盘等基本的定位和导航技术慢慢的应用被应用在车辆定位和导航上,在二次世界大战时期,美国就为它的军用车辆设计了一种采用磁罗盘和里程计的导航系统,配合地图,可以画出车辆运行的轨迹。北京交通大学硕士学位论文论文内容及背景知识介绍第共虹
论文内容简介选题背景【车辆定位导航系统是一个多种技术交叉的实用系统。在这个系统里用到了多种学科的知识。包括卫星定位、通信、计算机、数据融合、地理信息系统、数据库等等。目前对于各种交通工具的导航来说,多倾向于采用组合导航技术。比起单一的导航方式,组合导航的功能大大增强,但同时由于传感器的增多,系统规模的扩大,复杂性的增强,系统出错的概率也会增加,面一旦发生故障,常会带来很大的损失。因此,为了对系统的可靠性做出切实的保障,必须采用有效的故障检测手段,将故障检测出来之后,及时采取隔离措旌,并完成系统的重构,实现系统的容错。故障检测及隔离对于保证组合导航系统的高可靠性、高精度是卜分重要的。本文的目的在于设计一种高可靠性、高可用性的车辆定位组合导航系统,利用硬件冗余及软件算法对多传感器导航系统进行故障检测及隔离,并进行系统重构,实现导航系统的容错控制。在这个系统中传感器故障如何检测隔离,之后系统如何进行动态重构,传感器信息如何加以融合,系统的容错算法如何确定,是本课题研究的重点和难点所在。第一章介绍智能交通系统与车辆定位导航的基本概念、所涉及到的技术,说