基于移动机器人GPS/INS组合导航模式下的定位误差理论分析及实验研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第13-20页 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 | 第13-14页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 移动机器人主要导航方式 | 第17-18页 |
| 1.4 研究课题主要内容及章节安排 | 第18-20页 |
| 第2章 移动机器人适用性分析 | 第20-30页 |
| 2.1 实验样车 | 第20-24页 |
| 2.1.1 底盘结构特点 | 第20-21页 |
| 2.1.2 移动机器人驱动分析 | 第21-22页 |
| 2.1.3 驱动系统配置 | 第22-24页 |
| 2.2 路面适用性验证 | 第24-29页 |
| 2.2.1 水泥路面 | 第26-27页 |
| 2.2.2 鹅卵石路面 | 第27-28页 |
| 2.2.3 草地路面 | 第28-29页 |
| 2.2.4 干燥泥土路面 | 第29页 |
| 2.3 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 卫星导航和惯性导航组合导航原理 | 第30-43页 |
| 3.1 移动机器人导航相关坐标系描述 | 第30-33页 |
| 3.1.1 导航常用坐标系的定义 | 第30页 |
| 3.1.2 移动机器人导航坐标系的建立 | 第30-31页 |
| 3.1.3 导航坐标系之间的变换 | 第31-33页 |
| 3.2 GPS导航系统概述 | 第33-34页 |
| 3.2.1 GPS导航系统组成 | 第33页 |
| 3.2.2 GPS工作原理 | 第33-34页 |
| 3.3 GPS导航定位误差分析 | 第34-35页 |
| 3.4 惯性导航系统概述 | 第35-38页 |
| 3.4.1 惯性导航系统概述 | 第35页 |
| 3.4.2 姿态解算 | 第35-37页 |
| 3.4.3 速度解算 | 第37-38页 |
| 3.4.4 位置解算 | 第38页 |
| 3.5 惯性导航系统误差分析 | 第38-40页 |
| 3.5.1 随机性误差 | 第38-39页 |
| 3.5.2 确定性误差 | 第39-40页 |
| 3.6 GPS/INS组合模式 | 第40-42页 |
| 3.7 本章小结 | 第42-43页 |
| 第4章 移动机器人组合导航系统模型 | 第43-55页 |
| 4.1 移动机器人组合导航数学模型 | 第43-47页 |
| 4.1.1 组合导航反馈模式 | 第43页 |
| 4.1.2 组合导航系统状态方程 | 第43-46页 |
| 4.1.3 组合导航系统量测方程 | 第46-47页 |
| 4.2 组合导航滤波器设计 | 第47-49页 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波理论 | 第47-48页 |
| 4.2.2 扩展卡尔曼滤波理论 | 第48-49页 |
| 4.3 组合导航算法仿真 | 第49-54页 |
| 4.3.1 仿真参数设置 | 第49-50页 |
| 4.3.2 仿真结果分析 | 第50-52页 |
| 4.3.3 轨迹模拟仿真 | 第52-54页 |
| 4.4 本章小结 | 第54-55页 |
| 第5章 移动机器人导航控制系统设计 | 第55-71页 |
| 5.1 控制系统的功能要求 | 第55页 |
| 5.2 移动机器人系统组成 | 第55-58页 |
| 5.3 微控制器引脚配置与开发 | 第58-60页 |
| 5.3.1 微控制器引脚分配 | 第58-59页 |
| 5.3.2 软件开发平台 | 第59-60页 |
| 5.4 测量单元选型与配置 | 第60-66页 |
| 5.4.1 GPS接收机选型与配置 | 第60-62页 |
| 5.4.2 IMU惯性测量模块选型与配置 | 第62-64页 |
| 5.4.3 超声波避障传感器选型与配置 | 第64-66页 |
| 5.5 监控模块配置 | 第66-70页 |
| 5.5.1 无线串口传输模块 | 第67页 |
| 5.5.2 无线通讯串口模块配置 | 第67-68页 |
| 5.5.3 串口屏显示模块 | 第68-69页 |
| 5.5.4 串口显示屏模块配置 | 第69-70页 |
| 5.6 本章小结 | 第70-71页 |
| 第6章 移动机器人功能测试及定位误差测定实验 | 第71-82页 |
| 6.1 实验方案设计 | 第71-72页 |
| 6.1.1 试验方法 | 第71页 |
| 6.1.2 实验环境 | 第71-72页 |
| 6.1.3 实验设备 | 第72页 |
| 6.1.4 定位误差评估 | 第72页 |
| 6.2 静态标定测试 | 第72-73页 |
| 6.3 室外动态实验 | 第73-77页 |
| 6.3.1 导航路径采集 | 第73-74页 |
| 6.3.2 动态实验结果分析 | 第74-76页 |
| 6.3.3 参考点误差分析 | 第76-77页 |
| 6.4 移动机器人自主导航试验 | 第77-81页 |
| 6.4.1 导航系统地图配置 | 第77-78页 |
| 6.4.2 移动机器人自主实验 | 第78-80页 |
| 6.4.3 实验结果分析 | 第80-81页 |
| 6.5 本章小结 | 第81-82页 |
| 第7章 结论与展望 | 第82-84页 |
| 7.1 本文总结 | 第82页 |
| 7.2 工作展望 | 第82-84页 |
| 参考文献 | 第84-88页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89页 |
