周经美[1]2017年在《GPS盲区下基于视觉感知的车辆高精度定位技术研究》文中认为车辆高精度定位是实现智能车辆的一项基础性关键技术,由于常用的GPS定位精确度有限,在卫星被遮挡的地方(如高楼林立的城市道路、地下隧道、高架桥底部等)不能输出定位数据,无法满足全天候、无区域限制的定位需求。论文深入分析研究了车辆高精度定位技术,在“不依赖GPS”的前提下采用视觉感知算法实现车辆定位。论文构建了基于多模式协同的车辆定位系统,对光照鲁棒的图像匹配算法、基于视觉里程计的车辆相对定位和基于视觉地图构建的车辆绝对定位等关键技术进行了重点研究,主要工作包括以下四个方面:(1)提出了一种光照鲁棒的图像匹配算法。针对车辆行驶环境中多变的路面图像,单一匹配算法无法精确实现特征获取,论文分别采用Harris、SUSAN、FAST、SIFT和SURF算法对正常光照条件下多种路面图像进行处理,实际应用时根据其检测率和运行时间择优而定。由于车辆实际行驶中采集的图像常常伴有光线变化的干扰,传统匹配算法在变化光照环境下效果不佳,论文提出一种光照鲁棒的图像匹配算法。已知图像的边缘和细节信息对光照变化的敏感性较低,基于Canny算子的思想,通过图像梯度优化SURF特征点,并采用双向搜索实现图像精确匹配。实验结果表明该算法在图像亮度发生变化时,特征点检测仍保持较好的稳定性。相比上述传统的匹配算法,对光照变化具有鲁棒性的同时,既保证了较高的匹配速度又大大提高了匹配正确率。(2)提出了一种融合路面特征匹配与光流的车辆定位算法。首先针对路面图像帧间偏移量较大和较小两种情况,分别采用基于路面特征匹配和改进Lucas-Kanade算法实现车辆定位,对于算法执行中不同的特征点误匹配,分别通过PROSAC算法和自定义的LARSAE算法进行优化。然后在分析两种算法匹配精确性、定位频率以及运行时间性能的基础上,论文提出一种融合路面特征匹配和光流的车辆定位给算法。采用离散卡尔曼滤波融合两种车辆定位结果,并基于自定义的车辆运动误差估计算法优化位置偏移量,弥补了特征匹配定位运行时间较长和光流法定位精度较低的不足。多组实验对比分析表明基于特征匹配和光流法的两种算法精确性高于GPS定位,而且更加平滑,可以有效地解决GPS盲区下的车辆定位问题,保证车辆轨迹提取的连续性,但是存在随时间推移会产生累积误差的问题。融合定位算法在考虑车辆定位实时性的基础上具有较高的精度,尤其对于平整路面的自主定位有着较好的结果。在光照变化和地面纹理不清晰的场景下,亦可提供一种更加精确、抗噪性更强的结果,对于快速视觉里程计的开发有着一定的指导意义。(3)提出了一种基于视觉地图构建的车辆定位算法。为了从原理上消除相对定位算法存在的累积误差,论文引入静态环境特征,将车辆定位技术和地图创建结合起来,采用车辆自身的视觉传感器构建场景地图,然后利用自构建的视觉地图实现车辆精确定位。该算法首先构建视觉数据库,包含场景图像、图像主颜色特征和SURF特征以及其相应的位置,然后车载相机拍摄一幅正前方待测场景图像,基于主颜色特征向量和DP匹配获得粗定位结果,进而加权融合邻域信息实现车辆精确定位。实验结果表明该算法构建数据库时间消耗过大,但是定位过程中大大降低了处理的数据量,且精度满足实际需要,定位轨迹不随时间漂移,适合用于固定线路的车辆随机定位场景。同时其定位系统具有低成本、高可靠性、强抗信号干扰等优点,有较强的实用价值。(4)构建了一种基于多模式协同的车辆定位系统。在上述研究的基础上,通过分析车辆定位系统的需求,论文构建一种基于多模式协同的车辆定位系统。通过视觉传感器采集车辆行驶过程中的路面图像与场景图像,协同操作基于视觉里程计和视觉地图构建的定位技术估计车辆运动,并基于RFID感知和车辆检测的误差校正装置优化定位结果,最终实现多组定位信息的最优关联。基于智能车平台验证车辆定位系统的适用性以及相关算法的可靠性,结果表明该定位系统可以弥补GPS定位的不足,对车辆全天候、无区域限制的精确位置信息获取具有极其关键的连接作用。车辆定位算法分析与实车试验结果表明,论文提出的基于视觉感知的车辆高精度定位技术定位精度可达0.5m,同时弥补了GPS传感器自身的局限性,解决了GPS盲区这一特殊环境下的车辆定位问题,该研究成果为智能车辆系统将来的实际应用提供了理论研究基础。
张慧宁[2]2008年在《基于联合卡尔曼滤波的车辆定位系统的研究》文中研究指明智能交通系统(ITS)是一个开放的复杂巨系统,是新兴的交叉学科研究领域。智能车辆定位与导航系统是新型汽车信息电子产品的典型代表,它的应用对缓解和改善城市交通状况、促进行车安全和提高道路的通行效率具有重要意义。而车辆组合定位系统是ITS应用研究的一个主要内容,是集定位系统、地理信息系统、数据库查询系统、数字蜂窝通讯技术等于一体的综合系统。近年来,如何使GPS定位技术与DR航位推算系统及地图匹配系统更好的结合起来已成为车辆导航定位系统研究中的一个重要内容。本文从成本、可靠性、定位精度和技术支持等方面出发,确定GPS定位系统、航位推算(DR)与地图匹配(MM)相结合的车辆组合定位系统。GPS和航位推算法是车辆导航定位系统常用的组合定位方法,虽然能够提高导航定位系统的精度和可靠性,但导航定位数据仍然存在一定的误差,并且在GPS信号长期丢失的条件下,DR系统的误差也会因为长时间得不到校正而变大。利用陀螺仪和里程仪组成DR系统,根据DR系统原理及GPS/DR组合的结构组成,建立组合定位系统的数学模型,采用自适应联合卡尔曼滤波方法,提高了组合导航定位系统的可靠性和实用性。而移动目标的精确定位要求人为对其进行校正,在实际系统中采用地图匹配方法来提高DR和GPS系统的精度。电子地图与GPS/DR组合导航定位系统相结合使用,提出了一种用基于D-S证据推理的地图匹配算法来确定误差区域和选择匹配道路,用基于模糊逻辑的导航定位数据校正算法对定位结果进行校正。两种方法相结合取长补短,实现了误差区域、匹配道路和定位数据校正三者的最优组合,并与改进前的算法进行分析比较,充分说明这两种方法相结合,具备较高的实时性和正确匹配率。同时,采用经典Dijkstra算法,得到行车距离最短路径。本论文研究了联合卡尔曼滤波在车辆定位系统中的应用,其算法具有全局最优性,其结构遵循信息分配原则,其算法改善了数值计算的稳定性和系统的容错性,并减少了信息传输量与计算量;GPS/DR/MM组合定位系统定位精度及可靠性较常规的定位方法有所提高,车辆的运行效率和安全性都得到了有效改善,可以提高道路的通行能力,可有效地缓解交通拥挤状况。
徐蓉[3]2007年在《基于GPS/GPRS/RFID的危险品车辆监控系统的研究》文中指出上海是国际大都市,安全发展乃是经济建设的一大重要内涵,也是和谐社会的重要组成部分。上海对道路危险化学品运输的管理始终走在全国的前例,但也存在某些方面的不安全隐患。主要原因是:对作为"流动危险源"的道路危险化学品运输车辆事前监控和动态监控上存在着缺陷。鉴于此,本课题承接上海安全生产监督管理局的项目要求,提出了基于GPS/GPRS/RFID的危险品车辆监控系统的方案,为实时监控外省市危险品车辆在上海市内的运输作业情况,提供了现实的依据。论文主要完成以下几个方面的工作:<1>探讨了本系统所涉及的核心技术,阐述了GPS定位技术、GPRS无线数据传输技术、RFID射频识别技术相关理论知识,对各项技术的发展状况、应用背景、原理特点一一作了介绍,为后文奠定了理论基础。简要介绍了GSM移动通信网络、CDMA系统、固定频率通讯方式、集群移动通讯方式、卫星通信方式这几种无线通信技术,并比较了它们的优劣和适用领域,最后选定本系统的通信方式为GPRS无线数据传输。<2>针对上海市危险品车辆运输管理需求,给出了基于GPS/GPRS/RFID的危险品车辆监控系统的设计方案,该系统利用GPS定位技术对车辆进行跟踪定位,利用RFID射频识别技术对车辆进行信息认证,利用GPRS无线传输技术实现车辆定位信息和货物信息的传输。并对于各个子系统的设计思想、系统功能,给出了详细的阐述。<3>论证了危险品车辆定位跟踪子系统车载终端的设计思想,实现了终端的软硬件设计,完成基于GPRS网络的GPS数据传输,远程服务器端的软件设计等。<4>阐述了利用RF射频识别技术实现车辆信息无线传输的设计方案。采用NRF401无线传输芯片实现无线数据的传输,采用MAX232芯片实现单片机与计算机串口的通信,并实现了上位机的软件设计。<5>对硬件和软件进行调试、实验和分析,研究各模块运行的实时性和可靠性。根据调试结果显示,本论文提出的方案切实可行,并对于加强上海市平安建设有一定的借鉴意义。
李宇[4]2008年在《GPS/DR组合定位系统中滤波算法的研究》文中进行了进一步梳理车辆定位技术是智能交通系统的关键技术之一。全球定位系统GPS(GlobalPosition System)具有良好的长期误差特性,较差的短时误差特性;而航位推算DR(DeadReckoning)系统却具有好的短期精度,差的长期精度,GPS/DR组合定位系统能够充分发挥各自的优势,是目前国际、国内车辆定位系统研究的重点和热点。GPS/DR组合定位系统通过数据融合可提供高精度、高可靠的定位数据。本文在分析GPS和DR两种定位技术的基础上,确定了采用最优滤波理论的联合卡尔曼滤波算法实现GPS/DR组合系统中的数据融合。为提高系统的定位精度和容错能力,提出用GPS的输出反映定位精度(PDOP)设计信息分配系数的自适应联合卡尔曼滤波算法和基于Unsent卡尔曼滤波器的改进联合卡尔曼滤波算法。仿真结果表明,改进算法可显著提高系统的定位精度。针对组合定位技术要求成本低、体积小、高可靠性的特点,提出以DSP和单片机相结合的双处理器的GPS/DR组合定位系统设计方案,采用TMS320VC5410定点型DSP作为组合定位系统的主处理器,进行组合定位数据滤波处理,选择AT89C52单片机作为数据采集处理器采集DR和GPS的定位信息。详细论述系统的设计思想、各组成部分的构成和功能,完成组合定位系统的硬件和软件设计。对设计中关键技术进行详细的分析,在硬件设计方面,利用单片机的串行口实现GPS与单片机的数据传输,通过信号调理电路采集DR的信号,单片机与DSP的通信通过HPI-8并口连接方式来实现;在软件设计方面,各种数据的接收、发送及算法程序均采用中断方式,使系统程序紧凑、高效。论文从工程应用角度,主要研究GPS/DR组合定位的多传感器数据算法,实现系统的综合设计,其成果为实现工程应用奠定了基础。
张志良[5]2005年在《基于移动电话定位的公交车辆定位研究》文中认为发展智能公共交通系统是从根本上解决城市交通问题最有效的途径,公交车辆的定位与跟踪是智能公交系统中的核心技术,它是实时公交信息的获得和发布、公交系统的运营和管理、以及公交线路规划等的基础和前提。由于公交车辆运行在车辆密度大、周围建筑物密集的城市路网中,因此采用传统的车辆自动定位技术(AVL),如信标定位、航迹推算定位、全球定位系统(GPS)对公交车辆进行定位存在许多不足,如基础设施建设和定位设备投入大、建设周期长,系统运营费用高,定位精度和稳定性不可靠等。移动电话定位技术是随着移动通信技术的发展而发展起来的一种新型定位技术,它利用信号在移动电话与基站之间传播的特征参数进行定位。与传统的AVL 技术相比,移动电话定位虽然精度不高,但用于公交车辆定位具有投资小、运营费用低、系统维护简单等优势。因此,论文提出基于移动电话定位技术的公交车辆定位方案,通过研究TDOA定位误差的分布规律和相应的地图匹配算法提高公交车辆定位的精度,使其满足智能公交系统对公交车辆定位精度的要求。论文首先概述了智能公交系统发展的现状,介绍了目前应用于公交系统中的各种车辆定位技术,通过与移动电话定位技术的比较,分析了它们的优缺点。针对公交车辆运行的特点,提出利用移动电话定位中的TDOA 定位技术对公交车辆进行定位。论文在分析TDOA 定位原理和移动通信环境中信号传播特性的基础上,充分考虑信道环境误差和系统误差对信号延时的影响,建立了TDOA 测量值误差的统计模型,并通过不同条件下的模拟实验验证了模型的有效性。然后利用TDOA 误差统计模型,提出了通过模拟定位获得定位误差分布和误差椭圆的方法,并通过统计分析的方法研究了移动电话与基站的相对位置对定位误差分布的影响、基站组合方式不同对误差分布的影响、以及定位误差在椭圆区域内分布的统计规律。最后,根据智能公交系统中车辆定位的要求,设计了基于TDOA 定位技术的公交车辆定位系统的体系结构和功能模块,研究了基于TDOA 定位误差分布的公交车辆地图匹配算法,并验证了算法的可靠性及其在减小定位误差方面的优越性。
智勇[6]2013年在《城市车辆定位系统的设计与实现》文中研究表明近年来,伴随着包括卫星导航定位和城市地理信息系统等技术的广泛应用,解决城市交通管理状况的智能系统得到了突飞猛速的发展。作为智能交通管理系统的重要组成部分,综合了无线通信、电子、计算机和交通运输等领域的相关技术作为支撑的现代车辆导航系统,在解决交通拥挤状况中发挥着巨大的作用。车辆定位系统是实施智能车辆导航的基础。因为我国在这方面起步比较晚,我们对车辆定位系统进行的研究,主要面向车辆监控调度系统方面的应用。本文设计实现了一个基于GPS的城市车辆定位调度系统。该系统由基础数据管理、GPS数据管理、动态监控、轨迹回放、报表统计五大模块组成,能够满足现代化城市车辆监控调度的各种基本需要。本文首先介绍了车辆定位系统的研究意义以及其发展趋势。然后介绍了在GPS定位系统软件设计过程中用到的相关理论与技术,地图匹配算法的思想,以及软件开发所用语言环境的一些相关知识。地图匹配技术是车辆导航系统中不可缺少的关键技术,也是对车辆进行准确路径引导的前提,本文以应用为导向,对其进行了重点研究。在此基础上,本文详细论述了GPS城市车辆定位系统的设计实现过程,包括采用C#编程语言进行的底层算法设计,采用.NET Frame框架提供的一系列便利的窗口接口进行的界面设计,以及为增强系统的易用性和交互性,利用Windows窗口消息机制实施的一些简单灵活的技术处理。最后,本文介绍了车辆定位系统的运行环境及安装过程。
游胜玉[7]2007年在《GPS/DR车辆组合定位技术的研究》文中认为随着经济和社会的发展,城市的交通拥堵和环境污染问题日益凸显。智能交通系统(ITS——Intelligent Transportation System)的运用能够很大程度上缓解此类问题的发生。基于GPS(Global Positioning System)的车辆定位是目前最先进、应用最广的卫星导航定位系统。获取精确车辆定位信息是车载导航系统最基本的要求,但是由于GPS容易受到外界环境的干扰。在城市,由于高楼、立交桥、隧道、无线电干扰等,往往造成GPS信号接收困难或丢失,不能准确导航定位;在野外,由于树林、山洞、恶劣天气等,造成GPS信号中断,无法确认车辆位置。针对GPS的不足,引入了航位推算(DR——Dead Reckoning)辅助定位,来保证定位的连续性和准确性。本文主要从理论研究的角度出发,探讨ITS的一个前沿分支——智能车辆定位导航系统的定位部分,从理论、方法及应用方面进行了较全面、系统的论述和总结。分析了GPS的组成、定位基本原理和误差来源及DR的组成和定位原理,深入研究了GPS/DR组合定位的数据融合算法。本文在重点论述组合定位算法的同时,对传统的自适应联邦卡尔曼滤波算法进行了分析,提出了改进的自适应联邦滤波算法,它融合自适应联邦滤波算法和SageHusa自适应滤波算法等,具有原理简单、计算快速、定位精度等优点,对GPS的定位数据的传统算法的发散得到收敛,提高组合定位的精度。而且本文还对此算法进行了计算机仿真实验,通过Matlab语言编程实现,得到一系列定位数据,同时获得了仿真结果,验证了该算法的可行性和有效性,证实了改进的算法比传统算法更能提高车辆定位的精度和可靠性。
王夷[8]2007年在《城市路网实时状态研究》文中研究说明随着智能交通系统研究的发展,实时路网数据采集已经在智能交通领域越来越被重视。感应线圈、视频摄像头、微波雷达等对于动态交通流的自动检测手段也越来越普及。而这种基于固定检测器的交通信息采集方式受人力、资金等因素制约,交通管理部门仅在关键路段和主要路口进行了部署,其数量还不到所需的1/l0,导致城市道路路网上存在大量的信息“真空”地带。如何能够全面、准确地获取路网实时交通信息数据这个问题是我们面临的巨大挑战。本研究依托于上海市向电子信息产业发展基金申报的先进的城市道路交通监控与管理系统项目的一个子项目――城市路网实时状态研究,重点研究了基于浮动车数据的实时交通数据采集方式,并依靠出租车公司内部成熟的电召系统的实时车辆定位数据,提出了一套使用出租车实时定位数据进行路网交通状态估算的方法:对于出租车实时GPS数据进行定位,分析出租车业务逻辑的特性,抽取驾驶员行为特征,对于有效定位数据进行分析获得车辆途径路段的交通信息。通过这套方法可以有效的获取实时交通路况信息,并且投资成本和维护成本低廉,有相当的实用价值。本文首先介绍了实时交通信息采集的研究情况,包括电召系统以及相应的技术,分析了地图坐标转换、车辆定位数据匹配方法,然后根据驾驶员行车习惯重点分析了车辆定位有效采样对的获取并在此基础上进行单车路径旅行时间求取、时段内旅行时间求取的算法,填补了交通空白地带数据,并通过路上试验,说明该算法能够得到路段合理的旅行时间,能够描述路网的实时状态。最后介绍了整个系统的架构设计和实现过程。
张营[9]2008年在《智能车辆磁定位技术研究》文中研究指明无人驾驶智能车辆作为解决当前交通问题的一个重要发展方向,逐渐引起人们的重视,也产生了一系列的研究课题。磁定位是实现车辆自主行驶的一种关键技术,本文主要研究了基于道路磁钉信号的车辆定位技术,设计开发了无人驾驶智能车辆的磁定位系统。本文以CyberC3智能车辆为研究平台,分析了磁定位系统的设计要求,确定了整个系统的设计方案;设计了双排结构磁尺,选择两维磁阻传感器来检测磁信号,完成了系统硬件电路设计;按照设计任务分别进行了车辆底层DSP信号采集、处理及发送和上位机数据接收及定位算法实现等软件设计;搭建了系统的静态实验平台,采集了磁钉磁场信号,分析了磁钉磁场干扰情况,对定位算法进行了验证;利用基于Matlab的仿真平台和实际环境实验对整个磁定位系统进行了验证。本文从磁钉的磁场分布模型出发,提出了横/纵向磁场匹配定位算法,并针对该算法设计了具有双排传感器结构的磁尺,实现了车辆局部精确的横/纵向定位。硬件电路中,针对所选磁阻传感器设计了置位/复位电路,在系统应用中保证了关键传感器的可靠工作,避免了其失效的发生。静态实验中,进行了大量的磁钉信号采集实验,对磁定位算法进行了验证,并针对实验结果中出现的磁场干扰和定位算法缺陷等问题提出了相应的处理方法。系统验证时,从地图环境容易建立等优点出发首先完成了两种地图环境中的系统仿真实验,再建立实际的地图环境验证了系统,结果均表明了系统方案的可行性,取得了良好的运行结果。
杜江平[10]2009年在《基于GPS/GIS车辆定位导航系统的研究》文中研究表明随着社会的不断进步,经济的不断发展,人们生活水平的不断提高,人们出行活动的日益频繁,城市交通问题愈以成为一个迫切需要解决的重要课题。城市交通问题包括诸多复杂而又难以解决的问题,它包括:车辆日益增多而发生的拥堵现象,城市道路建设复杂化而引起的迷路现象,城市交通路口指示非智能化而导致的车祸现象等一系列化的问题。随着一些新技术的不断涌现以及深入融合,这些问题逐步得到解决,这其中就包括:全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和智能交通系统(ITS)。全球定位系统(GPS)能够为全球任意地点、任意多个用户同时提供高精度的、全天候的、连续的、实时的三维定位、测速和时间基准。地理信息系统(GIS)以地理空间数据为基础,采用地理模型分析方法,适时提供多种空间的和动态的地理信息。智能交通系统(ITS)正是在全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)以及其它一些基本技术深入融合的基础之上发展起来的,而车辆定位导航系统又是智能交通系统(ITS)中非常重要的一个组成部分。本文正是在这样的发展背景下,以改善车辆定位导航系统的主要性能为研究目的,对其三大主要功能:车辆定位、路径引导和路径规划的实现进行算法分析研究,从而改进优化其实现过程,最终达到提高其主要性能的目的,并对此进行模拟演示证明。本文首先全面而系统地阐述实现车辆定位导航系统的最基础而又最重要的两种技术:GPS和GIS;然后简单介绍坐标投影变换算法,它实现从GPS空间坐标到GIS平面坐标的转换;接下来对车辆定位导航系统中的几种关键性技术和算法进行分析研究和改进,最后将这些算法应用到车辆定位导航系统主要功能的实现过程当中,并进行模拟演示。本文将基于多种因素的投影匹配法应用到提高车辆定位精度的目标上,在一定程度上提高了车辆定位的准确度;将求解图的连通性问题算法应用到实现车辆引导功能的算法中;将改进的迪杰斯特拉算法应用到实现从当前位置点到一个目标位置点的车辆路径规划功能的算法中;将最小生成树算法应用到实现从当前位置点到多个目标位置点的车辆路径规划功能的算法中。模拟演示表明,这些算法对实现车辆定位导航系统的主要功能都有一定程度的改善和提高。
参考文献：
[1]. GPS盲区下基于视觉感知的车辆高精度定位技术研究[D]. 周经美. 长安大学. 2017
[2]. 基于联合卡尔曼滤波的车辆定位系统的研究[D]. 张慧宁. 兰州理工大学. 2008
[3]. 基于GPS/GPRS/RFID的危险品车辆监控系统的研究[D]. 徐蓉. 上海海事大学. 2007
[4]. GPS/DR组合定位系统中滤波算法的研究[D]. 李宇. 兰州理工大学. 2008
[5]. 基于移动电话定位的公交车辆定位研究[D]. 张志良. 重庆大学. 2005
[6]. 城市车辆定位系统的设计与实现[D]. 智勇. 大连理工大学. 2013
[7]. GPS/DR车辆组合定位技术的研究[D]. 游胜玉. 江西师范大学. 2007
[8]. 城市路网实时状态研究[D]. 王夷. 上海交通大学. 2007
[9]. 智能车辆磁定位技术研究[D]. 张营. 上海交通大学. 2008
[10]. 基于GPS/GIS车辆定位导航系统的研究[D]. 杜江平. 电子科技大学. 2009
标签：自然地理学和测绘学论文; 计算机软件及计算机应用论文; gps论文; 定位精度论文; 定位误差论文; gps地图论文; 图像融合论文; 定位设计论文; 误差分析论文; gps导航论文; gps系统论文; gps技术论文; 汽车gps定位系统论文; gps误差论文; gps芯片论文;