基于集员卡尔曼滤波的智能车定位研究-论文.pdf

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1、2014年第3期闽南师范大学学报(自然科学版)No．3．2014年(总第85期)JournalofMinnanNormalUniversity(Nat．Sei．)GeneralNo．85基于集员卡尔曼滤波的智能车定位研究许艳萍，王武f1．闽南师范大学物理与信息工程学院，福建漳州363000；2．福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：本文针对道路约束的实际问题，应用集员卡尔曼滤波算法对具有状态约束的智能车进行研究．以具有行驶路线约束的Freescale16住单片机MC9S12DG128B控制的智能模型车为控制对象进行集员卡尔曼滤波算法设计和应用。实验结果表明该算法

2、能有效地减小估计误差，也能够很好的满足实际应用的要求．关键词：状态约束；集员卡尔曼滤波；MATLABGUI；智能车中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：2095—7122(2014)03-0074-07StudyofIntelligentVehicleLocationBasedonSet-membershipKalmanFilteringxuYan—ping．WANGWU2(1．SchoolofPhysicsandInformationEngineering，MinnanNormalUniversity，Zhangzhou，Fujian363000，China；2．Schoo

3、lofElectricalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou，Fujian350108，China)Abstract：Astotheproblemofroadconstraints，theset-membershipKalmanfilteringisproposedforsystemswithstateconstraintsanditisapp~edtotheFreescale16一bitMC9S12DG128Bintelligentvehicle．Theresultsshowsthattheestimationerro

4、rcanbegreatlyreducedwitI1tIlealgorithm．anditmeetsrequirementswel1．Keywords：stateconstraints；set—membershipKalmanfilter；MATLABGUI；intelligentvehicle随着交通和汽车工业的发展，特别是计算机、电子、图像处理等技术的飞速发展，智能交通和智能车辆逐渐发展起来．智能车辆又称为轮式机器人(WheelMobileRobot)，是一个集环境感知、规划决策和多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了自动控制理论、人工智能、模式识别、传感器技术、电气

5、、计算机、汽车电子及机械等多学科知识，是典型的高新技术综合体[1]．智能车辆能够利用各种传感技术获取车体自身和车外环境的状态信息，经过智能算法对其进行分析、融合处理，最后做出最佳的决策．因此．智能车辆在改善道路安全状况，提高道路利用率方面做出了很大的贡献．另一方面，车辆不可避免的要行驶在道路上。可以把这一情况看做是具有行驶路线约束[21的情况．如何使车辆能够安全的行驶在道路上，避免交通事故已经越来越被大家所重视．智能车辆因其高新技术性，一方面可应用其导航及高精度GPS系统来辅助驾驶【3J，另一方面也可以通过各种智能算法，如滤波算法，控制决策算法【4]等来提高行驶的安全性．本文将具有

6、状态约束的线性离散系统集员卡尔曼滤波算法四应用在具有行驶路线约束的Freescale16位单片机MC9S12DG128B智能模型车上，力求达到模型车较好的自动行驶性能．1智能车建模本文使用的智能车是全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛所采用的B型四轮驱动车模．其主要参数为：收稿日期：2014l4—25基金项目：福建省自然科学基金资助项目(2009J01279)作者简介：许艳萍(1985_]，女，福建省龙岩市人，助教．·74·许艳萍．王武：基于集员卡尔曼滤波的智能车定位研究第3期模型车：四轮驱动，长×宽×高为270x170~96(单位：mm)，有调零装置，套装中包含组装好的车底(含车

7、轮)、一个伺服器、一个马达、一块电池、一个充电器．马达：DC7．2VND380马达，5000转，分，最大功率可达26．5W．伺服器：IPS017伺服器，扭力6．0Kg．轮胎：轮宽27ram，直径65mm，材料ABS．电池：7．2V2000mAh。飞思卡尔大赛指定，电动工具专用型．充电器：7．2V600mA，采用先进的单片机技术，一AV检测方式，充满电自动停止．空载桔黄灯(或绿灯)，正常充电红灯，充满电绿灯．由汽车运动学和动力学知识可知，当车的车轮只滚动而不滑动的时候，