基于电子地图的GPSINS组合导航技术与算法研究

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1、中图分类号婴墨旦!UDC620硕士学位论文学校代码!Q主三三密级公珏基于电子地图的GPS／INS组合导航技术与算法研究ResearchonTechnologyandAlgorithmofGPS／INSIntegratedNavigationBasedonElectronicMap作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：李昭控制科学与工程模式识别与系统建模信息科学与工程学院蔡自兴教授论文答辩日期兰!璺盘!丑．竖1日答辩委员会主席中南大学二。一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的

2、研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：查!垦日期：堕年』月立日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论

3、文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：三至盟导师签智亟也星．日期：丝年￡月翌日基于电子地图的GPS／INS组合导航技术与算法研究摘要：车载导航系统对实现智能车辆无人驾驶有着重要意义。一方面能够确定车辆相对于全局导航坐标系的位置、速度、姿态等信息：另一方面根据车辆的行驶任务，通过最优路径规划，为车辆提供了导航路点，使其能够实现自主行驶。本文以城市道路下的智能车辆导航为背景，研究了电子地图辅助的GPS／INS组合导航技术。首先确定了GPS／INS组合系统的的状态与量测方程。以此为基础，对车辆准确定位进

4、行了如下两个方面的研究：检测GPS失锁的异常情况，将航迹推算补偿引入卡尔曼滤波器，实现了无缝导航；另一方面，在获取GPS定位数据后，通过基于搜索圆的分类匹配方法确定车辆在电子地图道路中的匹配点，进一步提高了定位精度。改进后的匹配方法对路段复杂度进行了评估，分类进行地图匹配，其精确度优于单一匹配方法，其实时性也能满足车载导航的要求。接着研究了城市道路下的最优路径规划。根据图的相关知识，分析了路网的抽象化表达，并根据实际应用中交通规则与道路级别情况，总结出寻优算法需满足的条件。据此设计了一种基于分层寻优的A冰算法，该算法有着较好的路径寻优实时

5、性，同时计算过程中的内存占用较少，对于局部小范围与城市大范围内路径规划的不同要求均能满足。最后，基于VisualStudio2008．Net集成开发环境、C++语言与MapX控件，分模块化设计与实现了整个车载组合导航系统。关键词：组合导航；电子地图；地图匹配；路径规划分类号：TP391；ResearchonTechnologyandAlgorithmofGPS／INSIntegratedNavigationBasedonElectronicMapAbstract：Vehiclenavigationsystemhasimportantsig

6、nificancetointelligentvehicle．Ontheonehandthatnavigationsystemoffersinformationofposition，velocitiesandattitudesinglobalnavigationcoordinatesystemforvehicle，ontheotherhand，theoptimalpathisplannedaccordingtodifferentdrivingtasks．Moreovernavigationpointsareprovided，whichcan

7、helpvehicleautonomousrunningincomplicatedenvironment．Underthebackgroundofintegratednavigationforintelligentvehicle，thispaperfocusesonthemethodofintegratednavigationaidedbyelectronicmapinurbanenvironment．Firstly,thestateandmeasurementequationsofGPS／INSintegratednavigations

8、ystemareestablished．Thentheresearchonaccuratepositioningofavehiclecanbedividedintothefollowingtw