新型车辆导航监控系统研究

将蓝牙通讯技术引进车辆的定位，研究了基于卡尔曼滤波算法的GPS／DR／MM／BB组合车辆导航监控系统：设计了基于DSP的车载导航计算机，实现了USB通讯及大容量数据存储，在导航定位功能基础上实现了“黑匣子”的多种功能．研究实现的原理样机进行了大量的跑车实验，结果表明：所采用的车辆组合导航方法是有效的、可行的，具有很好的应用价值．     

基于卡尔曼滤波的GPS/DR导航信息融合方法

为了有效地实现GPS/DR(Global Positioning System/Dead Reckoning)组合导航系统的信息融合,提高GPS/DR组合导航系统的精度和可靠性,分析了传统的利用全球定位系统(GPS)与航位推算系统(DR)跟踪车辆位置方法的特点,结合GPS和航位推算DR两种定位方式的优点,在车辆定位技术中采用GPS/DR组合定位技术,构建了基于卡尔曼滤波技术的自适应联合卡尔曼滤波器,使用Matlab软件工具进行了计算机仿真验证,从软件集成的角度探讨了GPS/DR组合定位技术的串口通信等关键技术的软件实现问题,给出了GPS单独导航、DR单独导航和GPS/DR组合导航三种工作状态下的位置误差。从对比中可以看出,组合系统能在任何情况下实现车辆的实时、可靠、准确的定位,定位误差最小,同时还可以减小甚至消除推算定位系统随时间积累的误差。     

GPS/DR组合导航车载单元的开发研究

随着城市车辆的急剧增长和道路交通状况的拥挤,以全球定位系统（GPS）定位技术为主的民用车辆的定位导航和监控技术得到了飞速发展.通过研究GPS和航位推算系统（DR）的组合导航技术,给出了GPS/DR组合导航系统车载单元的设计方案.由GPS接收机、压电陀螺仪、DVD、单片机、手机模块、车载里程仪、工控微机组成的车载单元具有车辆自动导航和监控报警功能.     

基于GPS/GSM/GIS的车辆定位导航系统的设计

设计并实现了一种将GPS全球卫星定位系统、GSM短消息服务系统、GIS地理信息系统相结合的车辆定位、导航、调度指挥系统.该系统采用GPS/DRS相结合的定位方式,通过GSM网实现移动车辆与监控中心的双向通信,并结合电子地图实现车辆的定位、导航、实时监控等功能.系统具有人机界面友好、性能稳定可靠、使用方便等特点,并具有一定的社会经济效益.     

GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统研究

为了克服卫星信号盲区GPS定位间断或失效以及航位推算（DR）定位误差随时间积累等缺陷,设计了一种基于嵌入式系统的GPS／DR／MM车辆组合导航定位系统。通过Kalman滤波对多传感器信息进行最优估计,并应用地图匹配（MM）技术,以得到最佳定位信息。系统的各模块任务使用t~C／OS—II嵌入式操作系统统一调度。经测试,该系统能实现车辆的可靠、准确定位,并且能精确地在上位机的导航地图上实时显示出车辆当前的位置和其他状态信息。该组合导航定位技术在智能交通系统（ITS）领域具有较高的应用价值。     

GPS组合定位及其改善城市车辆导航性能的意义

由于受到城市中高大建筑的干扰,车辆能接收到的GPS卫星信号数量较少,导致其系统可用性和导航定位精度都比较差。为了改善这一局限,将Galileo卫星信号和GSM网络的BTS站点提供的导航信息与GPS进行组合车辆导航。文章从理论上论述了GPS/Galileo/BTS组合导航模式的可行性,进而分别通过静态和动态2种模式对组合系统在城市定位环境中的可用性和精确性进行了仿真。结果表明GPS/Galileo/BTS组合导航模式能大大改善系统的可用性和精确性。     

GPS/CP车辆定位与交叉口冲突检测

针对车辆行驶在城市道路中时GPS定位性能受限的问题,提出了一种基于车路协同定位(CP)与高度约束模型的紧耦合定位方法.基于短程通信协议(DSRC)实现交叉口车路共享车辆状态信息,提出了一种车车(V2V)/车路(V2I)信息协同交互的交叉口车辆冲突检测方法.为了验证GPS/CP车辆定位与交叉口车辆冲突检测方法的效能,搭建了基于场景的仿真环境,进行组合定位仿真验证与多场景交叉口冲突检测仿真验证.仿真结果表明:在可见卫星数量下降的情况下车辆定位误差保持在3m以内;在交叉口车辆为20 veh,且无定位误差的情况下,车辆冲突数和冲突率减少,车辆通过数略有下降;要实现交叉口冲突检测,车辆定位误差应小于6 m.综合利用GPS/CP车辆定位方法较高的定位精度和基于V2V/V2I的交叉口冲突检测方法较高的安全性,能获得较低的交叉口车辆冲突率和较高的交叉口车辆通过数.     

基于车路协同的车辆定位算法研究

为解决道路交叉口车辆由于定位信号缺失或者延迟引起的车辆定位偏差较大的问题,提出了基于车路协同的协同地图匹配算法（cooperative map-matching,CMM）. 首先利用扩展Kalman滤波（extended Kalman filter,EKF）融合GPS与车载航位推算系统（vehicular dead reckoning,DR）信息作为协同地图匹配的预先定位;然后基于短程通讯技术实现车辆信息的交换与共享,在电子地图的基础上,利用道路约束实现车辆进一步定位. 为了验证算法的有效性,搭建了模拟真实场景的仿真环境进行实验. 研究结果表明:采用EKF融合GPS/DR数据的交叉口车辆定位平均偏差为9.09 m,相比GPS 的14.31 m,定位偏差减小30.87%;采用CMM算法的交叉口车辆,当参与CMM车辆数为7时,平均位置偏差为4.5 m,参与CMM车辆数为10辆时,平均位置偏差为2.75 m,相比EKF定位偏差减小69.74%.      

GPS技术在列车中的应用

介绍了GPS(全球定位系统)的技术组成,分析了GPS实时定位技术应用于铁路列车的可行性.研究了基于车辆智能导航与监控的GIS电子地图系统,对电子地图软件的设计与实现等相关问题进行了探讨.     

智能车载导航与电话系统设计

基于S3C2410微处理器、WinCE 6.0嵌入式操作系统、GSM、GPS、GPRS和标准的RS232串口通讯等技术设计了一款嵌入式智能车载导航与电话系统。介绍了系统主要模块的电路设计以及软件系统主要功能的设计流程和实现过程。该系统可以方便实现车载电话、卫星导航、无线上网等基本功能,还可以通过网络与车辆监控中心连接实现在线导航、车辆调度、车辆监控等服务,在未来的车联网和智能交通系统中将有一定的应用前景。该系统平台具有成本低、体积小、便于安装、可靠性强和高稳定性等特点。     

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故障检测与隔离是保证组合导航系统容错性能的重要措施。本文针对车辆导航系统的可靠及安全性需求,分析了组合导航系统的传感器故障特性,建立了包含三个数据通路的车辆组合导航系统容错设计结构,提出了一种基于主成分分析的故障检测与隔离算法。该算法利用数据的相关关系,采用正常条件下的导航历史数据建立统计PCA模型,通过一定的统计量控制限检验新的导航数据样本相对于模型的背离程度实现故障检测,并根据不同数据通路的故障检测结果动态调整导航子系统的有效性因数,从而隔离故障造成的影响。仿真结果表明,该算法实现简单,能够有效实现对组合导航系统故障的检测与隔离。     

基于车路协同多业务优先级的车载通信退避算法

为研究车路协同下不同优先级业务的通信,打破传统IEEE802.11 标准的CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)协议所采用的二进制指数退避策略（Binary Exponential Backoff, BEB）仅适用于传统业务如语音、视频等业务,而未考虑车路协同场景典型业务及其优先级的限制,提出一种面向车路协同的车载通信退避算法。首先,研究车路协同场景下的典型通信业务;然后,利用层次分析法建立了业务优先级层次结构模型,对车路协同下的业务进行了优先级的划定;最后,基于车路协同多业务优先级不同对传统BEB算法进行改进,提出一种面向车路协同的车载通信退避算法。通过仿真,验证了所提算法具有良好的适应性,可针对不同业务优先级,提供差异化的信息资源和业务传输保障,相对于传统的通信协议系统丢包率降低,系统吞吐量增加。     

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针对应用卡尔曼滤波器进行车辆GPS导航信号的动态滤波时难以建立精确的数学模型以及传统小波变换在实时性方面存在不足,提出了基于提升小波变换的GPS动态滤波新算法.该算法采用提升小波变换对车辆GPS导航信号进行分解;用3σ准则和多项式插值方法对各层提升小波变换系数进行粗差探测与数据修复;采用模平方软阈值去噪算法对各层提升小波变换系数进行去噪;最后进行提升小波逆变换,从而实现车辆GPS导航信号的动态滤波。仿真实验结果表明,该算法的导航定位精度优于卡尔曼滤波算法;虽然在导航定位精度方面稍比传统小波变换算法的性能高,但比传统小波变换算法速度快一倍;显然该算法对车辆GPS导航系统是有效的.     

单车场集送一体化车辆路径问题及其混合算法研究

针对物流配送中的单车场集送一体化车辆调度问题提出了基于禁忌规则的模拟退火算法.采用了基于自然数的一体化配送对路径表示方式,用里程约束来控制车场的插入,以增加惩罚的方式加入时间窗约束.算法在状态生成函数中利用3种邻域扩大抽样范围;根据问题的特点,在模拟退火算法抽样过程中加入了禁忌规则.介绍了算法的原理,应用算法求解了多个有代表意义的问题实例.对算例结果进行分析表明,该算法可以有效地求得有里程和时间窗约束的单车场集送一体化车辆调度问题的优化解.     

智能搜索技术在船舶导航系统中的应用研究概述

新形势下船舶导航系统显示信息的全面性与功能操作的复杂性要求系统具有进行快速检索、查找导航数据的能力。通过建立整个系统的综合数据库,应用智能搜索技术,融入盲目搜索算法、启发式算法,设计一套综合智能搜索系统子系统融入船舶导航系统中,可方便使用者快速检索所需信息,增加导航系统的实际操作能力,节约操作时间,提高工作效率。     

基于区域划分的GPS/DR组合导航定位研究

建立广域车辆定位导航系统的服务区区域划分，在此基础上实现了GPS定位模式切换、建立分层地图数据库和实现通过路网数据对GPS及推算定位的结果进行匹配的快速匹配算法。对车载导航系统的中心模块进行了相应的改进，实现了基于区域 发和地图分级思想的车辆定位导航系统基础模型，并结合成都中心区和广州市的试验结果进行了分析。分析表明，区域划分思想用于车辆定位导航系统，可以提高系统的总体性能。基于该思想实现的车辆空平导航系统模型不仅能在局域，而且能在广域范围内提供满意的定位导航服务。     

基于车路信息交互的车辆卫星定位协同定权方法

为确保基于卫星导航系统的车辆定位性能满足特定交通应用需求，本文针对导航卫星观 测量权重分配对复杂动态运行环境的跟踪适配问题，建立基于车路信息交互的车辆卫星定位协 同定位增强总体框架；基于加权最小二乘定位解算模式，设计基于轻量级梯度提升机建模与多车 信息综合决策的协同定权方法，提出面向学习建模通道的导航卫星伪距残差轻量级梯度提升机 建模方案，面向定权计算通道设计了基于多车信息综合决策的导航卫星观测量权重决策策略。 实验结果表明：运用轻量级梯度提升机构建伪距残差模型，相较于支持向量机、随机森林以及仅 基于基础卫星观测特征的轻量级梯度提升机，均方根误差分别降低了62.1%，29.9%，60.4%；运用所建立的预测模型协同定权所得水平误差标准差，相对于等权和卫星仰角/信噪比组合定权策略分别降低了48.5%和47.6%。研究结果对于充分发挥车路协同系统模式下，信息交互机制的核心优势和优化车辆卫星定位性能具有重要意义。     

调频高斯小波变换在INS/GPS系统中的应用研究

在INS/GPS系统中,对组合导航系统中各传感器进行有效的在线故障检测是保证信息融合算法可靠运行的关键.小波分析在突变检测上有其独特优势.据此,文中以某型INS和MS860 GPS组合系统试验数据进行分析处理,利用调频高斯小波变换方法后,系统航向误差方差由原来的0.1°减小到0.03°,速度的发散也极大地得到抑制.因此,调频高斯小波变换方法有效解决了INS/GPS中在线软故障检测的难题, 提高了INS/GPS系统组合EKF滤波的稳定性和精度.