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用于地面車輛導航的低成本傳感器和車輛模型研究
近年來,基于傳感器融合技術(shù)而制定了許多汽車精密導航解決方案。隨著自主導航技術(shù)在車輛中的廣泛應用,對高精度、低成本的汽車精密導航解決方案的需求也在不斷增加。針對這問題,一般采用將一個微電子機械(MEMS)慣性測量單元與全球定位系統(tǒng)(GPS)融合的方案,但由于低成本慣性測量單元(IMU)會產(chǎn)生很大的噪聲,因此這并不是最佳的解決方案。
據(jù)此,從GPS、IMU、慣性導航系統(tǒng)(INS)和VM(精確車輛模型)中獲得的測量值用于解決方案的研究。研究設置為:包含VM約束的GPS/VM傳感器融合、包含市售低成本IMU的GPS/INS融合、包含IMU的GPS/INS/VM。對于GPS/ INS融合,超過使用包含精確VM約束的GPS/VM傳感器融合的位姿解精度所必需的IMU水平測定是研究的一個重點。本研究的另一個重點是對使用VM協(xié)助正常GPS/INSEKF(卡爾曼濾波)進行定量和定性分析,以及在時間更新或測量更新中包含虛擬機是否能產(chǎn)生更準確的位姿解。用緊密耦合的EKF進行故障檢測與基于車速和相對于IMU測量的轉(zhuǎn)向角排除(FDE)算法進行對比,來判斷傳感器設置是否具有優(yōu)勢。所有的分析均基于真實的試驗數(shù)據(jù)。
試驗結(jié)果表明,使用VM傳感器集的導航可以極大地改善位置、速度、位姿解;VM傳感器集也可以被應用在普通汽車上,這相較于使用IMU大大降低了成本。然而,上述結(jié)果缺乏對GPS/INS濾波進行適當?shù)恼{(diào)整。今后的工作目標是保證每個測量方案都能達到最佳的效果。
Salmon,Daniel C et al. 2014 IEEE/ION on Position,Location and Navigation Symposium-PLANS 2014,Monterey,CA,USA,5-8 May,2014.
編譯:許飛