动态车辆导航系统车道级路径引导方法研究

论文摘要

随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高,城市交通拥挤问题越发严重,已经成为制约城市经济发展的瓶颈问题。智能交通系统是国际上公认的解决交通拥挤问题的最佳途径,车辆导航系统是智能交通系统重要组成部分。本文围绕实现车道级路径引导功能的几项关键技术展开研究,主要研究内容包括:车道级导航电子地图技术研究、高精度车辆定位技术研究、车道级地图匹配技术研究和车道级路径规划技术研究。全文共分七章,其中第一章和第二章为综述内容,第三章至第六章为关键技术研究,包括了上述四项主要研究内容,最后是全文总结与展望。?通过继承、发展和创新,本文提出了车道级导航电子地图的路网抽象、表达方法和车辆导航终端动、静态交通限制信息的组织和管理方法,以及导航电子地图增量更新和动态拓扑重建方法;建立了长春市西解放立交桥三维空间模型;提出了基于GPS/DR的联合卡尔曼滤波算法、基于最小二乘的虚拟差分定位修正方法和递阶式车道级地图匹配方法,提高了车辆定位精度和定位稳定性;论文针对车道级路径引导的特性,研究了基于路网分层的距离最佳路径搜索算法和基于时间框的时间最佳路径搜索算法。通过实际数据验证,表明本文的研究成果具有实用性和先进性。?

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.1.1 城市交通拥挤成因分析
• 1.1.2 城市交通拥挤疏导手段
• 1.1.3 论文研究背景
• 1.1.4 论文研究意义
• 1.2 研究内容与思路
• 1.2.1 论文研究内容
• 1.2.2 论文研究思路
• 1.2.3 论文章节安排
• 1.3 小结
• 第二章 动态车辆导航系统概述
• 2.1 车辆导航系统历史与现状简述
• 2.1.1 美国
• 2.1.2 日本
• 2.1.3 欧洲
• 2.1.4 中国
• 2.2 动态车辆导航系统理论基础
• 2.2.1 车辆导航系统框架
• 2.2.2 动态交通分配理论
• 2.2.3 用户最优和系统最优
• 2.3 动态车辆导航系统核心技术综述
• 2.3.1 导航电子地图技术综述
• 2.3.2 车辆定位技术综述
• 2.3.3 地图匹配技术综述
• 2.3.4 路径规划技术综述
• 2.4 小结
• 第三章 车辆导航电子地图技术
• 3.1 导航电子地图概述
• 3.1.1 导航电子地图的设计过程
• 3.1.2 交通信息的地理特征
• 3.1.3 电子地图数据结构
• 3.2 道路级导航电子地图研究
• 3.2.1 道路级导航电子地图路网抽象
• 3.2.2 道路级导航电子地图交通信息表示方法
• 3.3 车道级导航电子地图研究
• 3.3.1 车道级导航电子地图路网抽象
• 3.3.2 车道级导航电子地图交通信息表示方法
• 3.4 三维导航电子地图
• 3.4.1 交通的三维特性分析
• 3.4.2 高程数据模型概述
• 3.4.3 三维导航电子地图设计
• 3.5 小结
• 第四章 高精度车辆定位技术研究
• 4.1 GPS 和DR 定位误差分析
• 4.1.1 GPS 定位误差分析
• 4.1.2 DR 定位误差分析
• 4.2 GPS/DR 组合定位技术研究
• 4.2.1 信息融合概述
• 4.2.2 GPS/DR 联邦滤波定位算法研究
• 4.2.3 联邦滤波信息动态分配算法
• 4.3 虚拟差分定位技术研究
• 4.3.1 差分定位技术概述
• 4.3.2 虚拟差分定位原理
• 4.3.3 基于最小二乘的虚拟差分修正参数估计
• 4.4 算法验证
• 4.5 小结
• 第五章 车道级地图匹配技术研究
• 5.1 地图匹配技术概述
• 5.1.1 地图匹配问题描述
• 5.1.2 地图匹配基本方法
• 5.1.3 影响地图匹配效果因素分析
• 5.2 车道级地图匹配方法研究
• 5.2.1 车道级地图匹配问题描述
• 5.2.2 误差区域确定
• 5.2.3 待匹配路段及车道筛选
• 5.2.4 最佳匹配位置估计
• 5.2.5 地图匹配可信度评价
• 5.2.6 高程辅助技术
• 5.3 算法验证
• 5.4 小结
• 第六章 车道级动态路径规划方法研究及导航终端软件设计
• 6.1 车道级动态路径规划方法研究
• 6.1.1 路径规划问题概述
• 6.1.2 基于路网分层的距离最佳路径搜索算法
• 6.1.3 基于时间框的时间最佳路径搜索算法
• 6.1.4 车道级路径规划算法设计
• 6.1.5 算法验证与对比分析
• 6.2 车辆导航终端软件设计与实现
• 6.2.1 面向对象的程序设计方法
• 6.2.2 导航软件模块设计
• 6.2.3 导航终端软硬件界面设计
• 6.3 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目情况
• 1 攻读博士学位期间发表学术论文情况
• 2 攻读博士学位期间参与科研项目情况
• 致谢
• 摘要
• Abstract