论文摘要
随着人民生活水平的提高,驾车出行的活动日益频繁,由此带来的堵车以及因城市道路建设复杂化引起的迷路等城市交通问题成为一个亟待解决的重要课题。车载导航系统在改善城市交通状况,节省驾驶员行车时间等方面的优势使其在我国具有美好的市场应用前景。目前国内的车载导航系统的精度和可靠性还有待提高,故本文的研究目的是通过改进车载导航系统的三项关键技术:车辆定位、地图匹配和路径规划来提高车载导航系统的性能以满足市场需求。本文分析了全球定位系统（GPS）和航迹推算（DR）的定位原理,针对描述车辆运动状态的“当前”统计模型的不足,提出了一种改进的“当前”统计模型,该模型能很好的适应车辆的各种机动特性。为提高车载导航系统的定位精度和可靠性,研究了基于联邦式卡尔曼滤波结构的GPS/DR组合定位方法。在分析了DR传感器误差模型的基础上利用改进的“当前”统计模型建立了GPS/DR组合系统的状态方程和量测方程。分析了目前常用的采用扩展卡尔曼滤波技术（EKF）的GPS/DR组合定位方法,Matlab仿真结果表明其定位精度还不能完全满足车载导航系统的要求。针对EKF在处理非线性模型的不足,采用了无迹卡尔曼滤波技术（UKF）来实现GPS/DR组合定位以进一步提高车载导航系统的精度。阐述了地图匹配的基本原理并分析了影响地图匹配精度的因素,对比了目前常用的地图匹配算法的优点和不足,设计了改进的基于模糊逻辑的地图匹配算法,测试结果表明所提出的方法在复杂的道路网络中能很好的识别出车辆行驶的道路。针对常用的路径规划算法-Dijstra算法存在的搜索效率低的问题,提出了一种改进的限制搜索区域的Dijstra算法,测试结果表明该算法能显著地提高路径规划算法的运行效率。最后,设计了车载导航系统的总体框架,在Visual C++ 6.0集成开发环境中利用组件式地理信息系统（GIS）控件MapX实现了车载导航系统的主要功能。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题来源及研究的目的和意义1.2 国内外车载导航系统的发展现状1.3 国内外车载导航技术的研究状况1.3.1 车辆定位方式的研究综述1.3.2 地图匹配的发展趋势1.3.3 路径规划技术的研究现状1.4 本文的主要研究内容第2章 GPS/DR组合定位方式研究2.1 引言2.2 GPS的基本原理2.3 航迹推算原理2.4 GPS/DR组合定位方式研究2.4.1 机动目标的“当前”统计模型2.4.2 改进的“当前”统计模型2.4.3 GPS/DR组合定位的自适应联邦Kalman滤波模型2.4.4 基于EKF的GPS/DR组合定位方法2.4.4.1 GPS子系统状态方程的建立2.4.4.2 DR子系统状态方程的建立2.4.4.3 GPS子系统观测方程的建立2.4.4.4 DR子系统观测方程的建立2.4.4.5 自适应联邦Kalman滤波方程2.4.5 基于UKF的GPS/DR组合定位方法2.4.5.1 无迹Kalman滤波算法2.4.5.2 采用UKF的联邦Kalman滤波方程2.5 仿真结果和分析2.6 本章小结第3章 地图匹配算法研究3.1 引言3.2 电子地图概述3.3 坐标转换3.4 地图匹配算法的基本描述3.5 影响地图匹配精度的因素3.6 现有地图匹配算法3.6.1 基于几何学的地图匹配算法3.6.2 基于拓扑结构的地图匹配算法3.6.3 基于D-S证据推理的地图匹配算法3.6.4 基于模糊逻辑的地图匹配算法3.7 改进的基于模糊逻辑的地图匹配算法3.7.1 Sugeno型模糊推理系统简介3.7.2 匹配路段的确认3.7.2.1 初始位置匹配过程3.7.2.2 跟踪匹配过程3.7.2.3 交叉路口匹配过程3.7.2.4 匹配位置连续性测试3.7.3 匹配路段上的位置点匹配3.8 测试结果分析3.9 本章小结第4章 路径规划算法研究4.1 引言4.2 路网拓扑结构4.2.1 节点-路段数据模型4.2.2 路网拓扑结构的生成4.3 最短路径算法分析4.3.1 A*算法概述4.3.2 Dijstra算法4.3.2.1 算法原理4.3.2.2 Dijstra算法步骤4.3.3 限制搜索区域的Dijstra算法4.4 改进的Dijstra算法4.4.1 固定六边形搜索区域法4.4.2 动态六边形搜索区域法4.5 算法测试4.6 本章小结第5章 车载导航软件系统设计5.1 软件系统的开发环境概述5.1.1 Visual C++简介5.1.2 基于组件式GIS的MapX控件概述5.2 系统总体框架5.3 软件系统的实现5.3.1 GPS数据采集处理和显示模块5.3.1.1 GPS定位数据格式5.3.1.2 GPS定位数据的提取5.3.1.3 串口通信的实现5.3.2 电子地图的浏览和查询模块5.3.3 鹰眼图的实现5.3.4 最优路径规划模块5.3.5 车载导航系统主界面5.4 本章小结结论参考文献致谢
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标签：组合定位论文; 地图匹配论文; 路径规划论文; 地理信息系统论文;
