基于ROS的无人车多源融合导航方法

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laiking
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着无人车(Unmanned Ground Vehicle,UGV)在军事、运输、仓储管理等不同领域中的广泛运用,对于无人车导航定位技术的需求也日益增加。在空旷的室外环境中,可以通过全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)进行精确的定位服务,但在有些应用场景当中难以获取卫星信号,此时需要其他技术完成无人车准确可靠的导航定位服务。由于各导航传感器各有其局限性,多传感器融合定位方法是今后研究的重点之一,多源融合定位的核心是充分利用可用导航信息得到全局最优的定位结果,针对此问题本课题进行了以下内容的研究:首先本文选取航姿参考系统、激光雷达里程计、轮式里程计及超宽带定位系统作为本文的导航传感器,使用航姿参考系统中的惯性导航信息作为参考导航信息,使用卡尔曼滤波器将惯性导航信息与其他辅助导航传感器信息进行融合。为了解决不确定量测噪声对估计结果的影响,本课题采用了一种基于变分贝叶斯估计的自适应卡尔曼滤波器估计量测噪声协方差矩阵,提高了导航系统的鲁棒性;为了实现融合算法的即插即用性与实时性,本课题采用了广义序贯滤波算法,降低了计算复杂度同时加强了融合算法的可扩展能力;为了解决导航传感器失效情况的影响,本课题采用了一种基于残差χ~2检验/改进自主完好性检测外推法的联合故障检测方法,能够利用历史新息序列判别并隔离故障导航信息,并在广义序贯滤波框架当中利用无故障导航信息进行重构。最后本课题在对上述所提出的方法进行仿真验证的基础上,搭建了多传感器无人车试验平台,并在试验平台上利用ROS系统编写了多源导航算法包,使用动作捕捉系统进行室内试验以验证算法性能。试验结果表明,该多源融合导航方法能够有效提高导航系统的鲁棒性、容错性与定位精度。
其他文献
随着动力锂电池使用的越来越广泛,关系到锂动力电池使用性能和电池使用安全的两个指标:电池荷电状态(SOC),电池健康状态(SOH)也愈发成为业界的主要研究内容。锂电池荷电状态表征的是电池当前状态下剩余的可放电容量和锂电池最大可放电容量的比值,通俗点说就是表征电池当前还有多少电量。锂电池健康状态表征的是电池的老化程度。准确的估计锂电池SOC,SOH值可以帮助用户合理的规划电池的使用和废弃情况。本文采用
学位
大豆作为最常见的农作物之一,除了可以用来榨取大豆油,还可以用来制作高蛋白食品和饲料,其营养价值受到广泛关注。我国大豆需求量十分庞大,可是国内的大豆还很大程度上依赖进口,为了尽快在国内形成成熟的大豆产业链,实现对大豆品种的高效鉴别至关重要。本文以9种常见的大豆品种作为研究对象,使用卷积神经网络分别尝试基于RGB图像和高光谱图像来对大豆进行品种鉴别。实验表明了基于RGB图像和高光谱图像来对大豆进行品种
学位
模块化自重构机器人由多个具有简单运动能力和感知能力的机器人模块组成,其单一模块的种类较少,运动能力较弱,但是通过多个模块的连接和通讯,最终可以根据不同的任务需求和环境改变模块的不同连接面和连接方位来搭建不同的机器人形态,完成特定的运动和操作。所以与传统机器人相比,模块化机器人拥有更加多样的运动形态,复杂环境的特种作业更能体现出它的优势和能力,如抢险救灾、空间作业等,这也正是模块化自重构机器人的前景
学位
膝关节作为人体的重要关节之一,与人体的活动息息相关,膝骨关节炎是膝关节的一种退行性疾病。现阶段我国对于膝骨关节炎的诊断多依赖于医生的经验,以及各种医学成像技术和医学影像软件的辅助,这样做一方面带有很多医生的主观性,另一方面观察测量过程比较耗时。而市面上没有一款软件可以辅助医生自动的诊断膝骨关节炎的严重程度,实现高效的、准确的、可量化的诊断。因此,本文使用骨关节炎倡议(OAI)数据库中的膝关节数据集
学位
本课题基于单点悬吊式恒拉力系统,搭建了宇航员低重力模拟实验平台,模拟了宇航员在微低重力环境下的运动工况,分析了该机构的机械谐振情况,并进行了控制算法的设计,为宇航员的低重力环境验证提供了必要的实验条件,研究内容具有广泛的应用场景。本文首先针对宇航员低重力模拟系统中恒拉力子系统,对宇航员可以进行重力补偿的原理进行了简要分析。为方便后续分析,建立了该系统的数学模型,包括简要的集中参数模型和考虑了相关元
学位
随着计算机、机器人、传感器、通信等领域的迅速发展,多智能体协同所需的苛刻技术条件得以逐渐满足,更多的研究成果可在现实场景中进行验证与应用。编队控制作为多智能体协同领域的重要方向,受到了学术界和工业界广泛而持续的关注。快速性是评价协同编队质量的重要指标,但快速编队要以满足单个智能体的实际约束为前提,比如无人机、无人车速度与加速度的物理极限,但相关研究并不充分。本课题基于仿射定位原理与终端滑模、屏障L
学位
根据世界卫生组织国际癌症研究机构公布的数据,近年来全球每年新发癌症病例超过一千九百万。其中肝癌的发病率为4.7%,在众多癌症中排在第六。但肝癌致死率为8.3%,位居第三,致死率仅次于肺癌和结直肠癌,严重影响到了人类的生存健康。但由于肝源稀缺,手术切除的治疗方案通常难以实施,因此肝脏穿刺局部消融的治疗方式临床意义重大。由于病灶不可见等因素,肝脏消融前的路径规划即使对于经验丰富的医生也十分困难,穿刺辅
学位
当无人车在未知的室内环境下工作时,构建一个初始地图是进行定位工作的基础,建立一个良好的环境地图,可以为后续研究工作提供保障。而在室内的视觉惯性里程计定位工作中,环境太暗、光照不均匀以及点特征稀缺成为视觉SLAM定位精度的主要影响因素。本课题将以室内复杂环境作为背景,分析在复杂环境下建图与定位的难点问题,针对未知环境下地图难以获取、视觉SLAM在弱纹理与光照变化复杂环境下的鲁棒性差的问题,从以下三部
学位
目的 通过蛋白组学技术探讨宫颈癌癌组织中的差异表达蛋白。方法 纳入于新乡市中心医院就诊的12例宫颈癌患者和12例宫颈活检结果正常者作为研究对象。将24例研究对象分为实验组和验证组,其中10例宫颈癌患者和10例宫颈活检正常者构成实验组,其余2例宫颈癌患者和2例宫颈活检正常者构成验证组。通过蛋白组学技术探讨宫颈癌患者(n=10例)癌组织与正常宫颈组织(n=10例)中的差异表达蛋白,并将差异表达蛋白进行
期刊
低轨卫星指多个可以进行实时信息处理的卫星系统,在通信、军事等领域起很重要的作用。由于低轨卫星造价高昂且会出现各种故障的特点,利用从地面发射的服务器对多颗低轨故障卫星进行补充发射便成为了一个亟待解决的问题。本文依据利用从地面发射的服务器对多颗低轨故障卫星进行补充发射的背景,提出补充发射的目标分配规划方案和轨迹优化规划方案,高效利用火箭、服务器、燃料,达到所有低轨故障卫星都得到维护的结果。本文主要开展
学位