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第一本无人驾驶技术书---gps+imu定位简介

(2017-08-21 15:49:20)
分类: 《第一本无人驾驶技术书》

GPS+Imu定位

1. GPS作用:

GPS全称Global Positioning System,用于全球范围内的定位。

 

2. GPS组件:

(1)卫星群:向用户端周期性的发送定位信号。

(2)卫星监控部分:

A) 主控站:有一个,设在美国本土科罗拉多,地面控制端。

B) 监控站:共五个,接收卫星信号,监测卫星的工作状态。

C) 注入站:将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正数等信息注入到卫星。

D) 数据流图:

第一本无人驾驶技术书---gps+imu定位简介

E) 分布图:

第一本无人驾驶技术书---gps+imu定位简介

(3)用户部分:主要包含GPS接受机。

 

3. GPS定位方法:

Gps用户通过不断接受超过三个卫星发射的定位信息,是利用三边测量法进行实时定位,使用差分gps消除误差。

 

4. GPS返回值:

经纬度、参考方向地图基准等。

 

5. GPS特点:

更新频率比较低,大概10Hz,针对与此所以不能单独用于智能驾驶的定位。需要加入imu。

 

6. IMU功能:

IMU惯性测量单位全称Inertial measurement unit,用于测量加速度和旋转速度。

 

7. IMU组件

一个imu单元一般包含一个三轴加速度传感器和一个三轴陀螺仪角速度计。前者可以测量一个三维空间的加速度,后者可以测量围绕三维空间三个坐标轴方向的旋转速度。

 

8. IMU定位原理:

由三个加速度,可以通过两次积分,获得位移,以此实现位置定位;由角速度通过以此积分可以获取位姿信息,结合一起可以获得物体的实际状态。

 

9. IMU特点:

(1) 存在位移误差、比例误差以及背景白噪声误差,且误差是不断累积的,所以不能用于长定位。

(2) 更新频率比较高,一般可达到1KHz。

 

10. GPS+IMU定位:

结合gps和imu的优缺点可以发现两者可以实现互补,gps可使用于长时间定位,但由于gps更新频率较低,所以在其一个更新周期内,采用imu数据定位,即可实现较为准确的实时定位。

 

11. 卡尔曼滤波算法(需要深入学习):

(1)功能:

可以从一组有限的、包含噪声的通过对物体位置的观测序列预测出物体的位置坐标及速度。

(2)架构:

A)预测阶段:基于上一时间点的位置预测当前时间点的位置。

B)更新阶段:通过当前对物体位置的观测去纠正位置预测、从而更新物体的位置(不太明白)

(3)智能驾驶定位中的应用:

(1)预测阶段使用imu数据定位。

(2)更新阶段使用gps数据定位。



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