導航定位position模塊

導航定位position模塊

引用自: http://blog.csdn.net/viewcode/article/details/7793002



1. 導航的絕對位置 

普通單點GPS經緯度信息,誤差10m-30m不等,看哪種制式的。高精度的GPS能達到2mm-0.22m,2mm使用的相位技術,目前不對民用開放。

而DGPS是針對提高民用精度開發的技術,在地面設定監測站,利用地面已知座標數據,再加上自身座標數據,修正精度。在美國內精度達[0.22, 0.67]m.

GPS測距碼分爲C/A碼與P碼,C/A碼爲單載波,且碼元長度大,精度就相對低,民用;而P碼使用雙載波,能測定延遲誤差,碼元長度小,精度能達0.3米,軍用。

http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

http://en.wikipedia.org/wiki/Differential_GPS

而GPS一般更新率1次每秒

2. 導航的方位

GPS的方向direction是一個來源;Gyro陀螺儀的數據是一個來源;一般使用kalmanfilter來估計矯正。


3. 導航轉向

turn 速率,據GPS direction在某時間段的變化,可以計算出,不過精度可能不高。可以加上陀螺儀Gyro的數據,進行估計,矯正。

一般的turn速率利用陀螺儀就能測量出,但陀螺儀有時會受到溫度、漂移的影響,會使測量有一定偏差。

turn速率要求敏感度比較高,即更新速度要求比較快,50ms更新一次。


4. 速度及加速度

GPS能提供速度,不過精度誤差約有0.5-1.5m/s,加速度由速度變化可以計算出。


在非分立式導航中,一些傳感器的數據,如車輪等,也能計算出速度和加速度,及其他信息。


目前的測量數據都會由誤差,所以利用kalmanfilter進行估計和矯正是必須的。


在車輛上,一般提供的信息有車輪、方向盤、陀螺儀、車速及加速度等信息,這些對導航的定位都是有幫助的。



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GPS position fixed, no fix的含義。

1. GPS 的定位需要至少三個衛星的接收信息來完成,當滿足三個衛星的接收信息時,GPS接收器就根據衛星的位置和接收時差,計算出當前位置(定位)。這時,可以稱爲position fixed,而當少於三個衛星的信息,接收器需要繼續搜尋其他衛星信息,這時處於Signal searching,GPS位置就是No fix(未能定位狀態)。


2. GPS的糾偏。其實是與GPS的經緯度信息無關,而是與中國的國家地圖標準有關,以安全名義,所有國內發佈的電子地圖的實際經緯座標與實際經緯座標有一個偏移(大約300-500米),若GPS拿到的經緯度要與地圖相匹配,必須要經過一個偏移算法,即所謂的GPS糾偏。


前段時間看到fix這個詞,把我弄糊塗了,這次弄清楚了。


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車載導航常用傳感器信息:

車輪傳感器(變速箱):車輛的前後驅動方向信息

外部陀螺儀傳感器:轉角速度信息

yawRate:轉角速度信息

gps:base基本信息,衛星數目,信號質量

溫度

測速計

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選配:

方向盤轉角及轉速

3D加速器

尾燈指示信號



應用卡曼濾波器對position進行更精確的校正。

1. 初始化

需要GPS 位置和方向信息,陀螺儀的典型漂移值和大小,車輪的值


2. reset重置,復位

應用校正好的gps,車輪等傳感器信息對卡曼濾波器 進行重啓。重新進行初始化。


3. 系統噪聲

初始化可以用一個較大的值,而後會隨着時間而減小,變得穩定。

4. 協方差初始化

用較小的值進行初始化

5. 測量更新

a. 當移動一段距離時,採用確定的GPS位置(信號好,置信度高)進行更新。在低速移動時,不是任何一個gps位置信息就能引發測量更新的。

b. 測量更新需要一定的速度,在靜止和非常低速的情況下,無需更新

c. 當系統(主要指導航地圖匹配模塊)不穩定時,gps信息是一直進行更新的。


GPS位置信息經過卡曼濾波 校正平滑和插值,會得出更精確的定位,卡曼濾波的誤差協方差值在10m-50m。

但在與地圖道路匹配以後,GPS的實際誤差95%的場景下會在5m內。


一般情況下,導航定位的方向的處理:

1. 在離開結構化的道路,或者在低速行駛(< 30km/h)狀態下,直接採用卡曼濾波器 融合後的數據;

2. 當在結構化道路上行駛時,導航的方向可以直接採用 道路的 方向。這樣,導航界面的顯示會更靠譜些,穩定。



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