检索结果-南通市图书馆

基于C#的嵌入式农机GPS辅助导航串口通信程序的设计

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农机化研究 2013年第9期35卷 78-81页

作者：王鹏王熙黑龙江八一农垦大学工程学院黑龙江大庆163319

针对黑龙江省农垦地区自动化驾驶技术的发展,在Microsoft Visual Studio 2008开发环境下使用C#设计开发了嵌入式农机GPS辅助导航系统。该系统主要由GPS信息、GPS导航、光靶控制、参数设置和作业记录组成。试验结果表明:该软件在LJD-eWin... 详细信息

针对黑龙江省农垦地区自动化驾驶技术的发展,在Microsoft Visual Studio 2008开发环境下使用C#设计开发了嵌入式农机GPS辅助导航系统。该系统主要由GPS信息、GPS导航、光靶控制、参数设置和作业记录组成。试验结果表明:该软件在LJD-eWin7000触控一体机下运行,通过串口读取AG332型GPS接收机的数据并进行相应的解析,获得当前位置的基本信息,从而达到定位和导航的功能。该软件在LJD-eWin7000触控一体机下运行稳定,效果良好。

关键词：辅助导航串口通信自动驾驶农机

一种基于路网曲线特征和惯导测量数据的辅助导航定位方法

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测绘科学技术学报 2013年第2期30卷 210-213页

作者：李翔张江水盖世豪李伊杰信息工程大学地理空间信息学院 61711部队 66267部队

不同于已有的辅助导航定位方法,提出了基于路网曲线特征和惯导测量数据的导航定位方法,即通过对道路网和行驶惯导轨迹数据利用曲线拟合和特征提取的方法进行处理,得到能够反映出目标实际运动状态和位置情况的特征点和线,并将它们进行匹... 详细信息

不同于已有的辅助导航定位方法,提出了基于路网曲线特征和惯导测量数据的导航定位方法,即通过对道路网和行驶惯导轨迹数据利用曲线拟合和特征提取的方法进行处理,得到能够反映出目标实际运动状态和位置情况的特征点和线,并将它们进行匹配,以达到修正导航位置的目的。

关键词：辅助导航惯性导航曲线拟合特征提取路网曲线特征

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区域重力异常辅助导航定位的统计分析

中国惯性技术学报 2009年第4期17卷 444-448页

作者：许大欣王勇王虎彪戴全发蔡小波中国科学院测量与地球物理研究所动力大地测量学重点实验室武汉430077 长沙理工大学测绘工程系长沙410076 成都市勘察测绘研究院成都610081

海洋区域的重力异常变化非常复杂,在利用重力异常数据进行水下载体的辅助导航的仿真中,有些航线我们可以得到较好的匹配结果,有些航线因为辅助区域的重力异常变化较小而不能提供较好辅助定位。利用区域内均匀分布的航线进行多航线的统... 详细信息

海洋区域的重力异常变化非常复杂,在利用重力异常数据进行水下载体的辅助导航的仿真中,有些航线我们可以得到较好的匹配结果,有些航线因为辅助区域的重力异常变化较小而不能提供较好辅助定位。利用区域内均匀分布的航线进行多航线的统计分析,可以给出比较客观的区域匹配结果。本文探讨了重力异常辅助惯性导航的相关技术,利用2'×2'的卫星测高重力异常数据,在纬度25°～30°,经度130°～135°的范围对SITAN算法的区域导航能力进行了统计分析。多条航线的统计结果表明,利用SITAN算法进行的重力异常辅助导航可以满足重力辅助导航要求。

关键词：重力异常辅助导航统计分析卡尔曼滤波

变电站巡检机器人杂草识别及辅助导航模块设计与实现

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变电站巡检机器人杂草识别及辅助导航模块设计与实现

作者：戴忠余西华大学

学位级别：硕士

随着变电站智能化建设的加快,巡检机器人在变电站内的使用也越来越广泛。相比传统人工巡检的方式,巡检机器人能够减轻站内工作人员的劳动强度,降低由于恶劣天气造成人员安全事故的风险,同时能够提高对设备的检测准确率,保障数据收集的... 详细信息

随着变电站智能化建设的加快,巡检机器人在变电站内的使用也越来越广泛。相比传统人工巡检的方式,巡检机器人能够减轻站内工作人员的劳动强度,降低由于恶劣天气造成人员安全事故的风险,同时能够提高对设备的检测准确率,保障数据收集的准确性与稳定性。巡检机器人完成巡检任务的前提是具备导航功能,目前巡检机器人主要采用搭载激光雷达传感器进行导航,该方式技术成熟,导航精度高。但变电站属于室外环境,不可避免的会生长出杂草,阻碍巡检机器人移动,基于激光雷达的导航方式无法识别杂草,导致巡检机器人停止巡检任务,而杂草并不会对巡检机器人造成危险,故杂草严重影响其巡检效率及稳定性。因此,本文针对变电站巡检机器人导航设计一款辅助导航模块,使得机器人能够识别杂草并控制其通过杂草,同时结合深度学习神经网络方法,设计出一种专门用于变电站杂草识别的网络结构,有效的提高了对杂草的识别精度,最终提高了巡检机器人执行巡检任务的效率及稳定性。本文主要研究的工作内容如下:1.变电站巡检机器人辅助导航模块需求分析与数据集构建。对巡检机器人在变电站环境的工作情况进行分析,总结目前导航方式的不足,确定辅助导航模块的需求。同时确定需识别的杂草类型,并构建变电站杂草数据集。2.变电站巡检机器人杂草识别方法的改进。总结并分析目前传统杂草识别方法与深度学习神经网络方法的优缺点,选择一种适用于变电站巡检机器人杂草识别的基础研究网络,然后结合变电站杂草数据的特点对其进行改进,最后对改进后的网络进行测试实验。改进方式主要借鉴了SSD（Single Short Multi Box Detector单步多盒检测器）与Res Net（Residual Network残差网络）的优点,通过卷积操作代替全连接操作对图像内目标进行定位,有效的提高了网络对局部特征的提取能力,并且设计了三层残差结构,使其融合更丰富的局部特征。通过实验表明,改进的网络结构有效的提高了对变电站杂草识别的精度。3.变电站巡检机器人辅助导航模块的设计与实现。结合辅助导航模块的需求设计出模块的具体方案。软件方面通过ROS（Robot Operating System机器人操作系统）实现辅助导航模块的算法,硬件方面通过实验测试出所需硬件传感器的参数。最后将辅助导航模块移植到巡检机器人上进行测试,结果表明巡检机器人通过辅助导航模块能够识别杂草,并控制机器人通过杂草,提高了巡检机器人执行巡检任务的效率及稳定性。

关键词：巡检机器人深度学习杂草识别辅助导航

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基于视频图像的智能车辆辅助导航方法研究

基于视频图像的智能车辆辅助导航方法研究

作者：李斌西北工业大学

学位级别：硕士

智能车辆辅助导航技术是智能车辆研究中的关键技术之一,而行人运动检测与跟踪技术又是智能车辆辅助导航关键技术之一,它对于保障城市道路交通安全及智能车辆技术的发展具有重大推动作用,因此开展这方面的研究具有重大的理论意义和现实意... 详细信息

智能车辆辅助导航技术是智能车辆研究中的关键技术之一,而行人运动检测与跟踪技术又是智能车辆辅助导航关键技术之一,它对于保障城市道路交通安全及智能车辆技术的发展具有重大推动作用,因此开展这方面的研究具有重大的理论意义和现实意义,并且具有潜在的经济价值和广泛的应用前景。论文针对城市道路复杂交通环境下的智能车辆辅助导航的情况,对行人运动检测与跟踪技术进行了较深入的研究。首先详细分析了基于视频图像的行人运动检测技术,提出并实现了一种有效的行人运动检测方法,并在该方法中提出了边缘差分的算法,算法将图像的空域分割与运动分割结合起来。接着对行人运动跟踪技术进行了研究,实现了一种基于行人边界跟踪的算法。论文的最后部分实现了一个基于视频图像的智能车辆辅助导航的行人运动检测与跟踪仿真系统。该系统采用手持摄像机的形式来模拟装载在智能车辆上的可变焦距的摄像机,对采集到的车辆前方的单目灰度序列图像进行处理与分析。系统包含两个主要功能模块:行人检测与识别、行人运动跟踪。通过实地采集的交通图像,在该系统中对提出的算法进行了验证,结果表明,算法的有效性和效率都良好。

关键词：智能车辆辅助导航视频图像行人检测行人跟踪边缘差分边界跟踪

基于北斗的联合收获机作业路径跟踪与辅助导航方法

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基于北斗的联合收获机作业路径跟踪与辅助导航方法

作者：刘新怡江苏大学

学位级别：硕士

随着我国现代农业科技进步和发展,联合收获机在近年来得到了迅速的推广和广泛的使用。联合收获机在收获过程中,驾驶员主要依靠主观经验进行作业控制,这对驾驶员的操作经验和精力要求较高,尤其在农忙抢收时,高强度作业容易导致疲劳作业,... 详细信息

随着我国现代农业科技进步和发展,联合收获机在近年来得到了迅速的推广和广泛的使用。联合收获机在收获过程中,驾驶员主要依靠主观经验进行作业控制,这对驾驶员的操作经验和精力要求较高,尤其在农忙抢收时,高强度作业容易导致疲劳作业,作业效率低下,甚至造成安全隐患。因此为提高联合收获机的作业效率和质量,减轻驾驶员的工作压力,保障作业安全,针对目前研究的联合收获机导航系统普遍需要采用基站,系统复杂,成本高昂等现状,本文基于北斗定位系统对联合收获机的位置获取与作业路径跟踪方法开展研究,构建作业路径跟踪系统,无基站定位,能够根据实时作业情况更新路径,具有系统简单,成本低,实用性强等优点。通过场地试验和田间试验验证系统直线作业跟踪性能,并进行室内转向控制模拟试验,验证转向修正方法的可行性。本文通过分析联合收获机的作业特点,结合北斗定位技术、嵌入式技术、地理测量技术、数据处理方法以及自动控制方法,构建联合收获机作业路径跟踪与辅助导航系统,系统由主控制器、北斗定位模块、角度传感器、语音播报、显示屏、转向控制、总线通讯以及接口电路等组成。主控制器通过北斗定位模块实时获取联合收获机的原始定位信息,通过融合解算处理,将实时位置与规划路径对比,得到作业偏差信息;驾驶员手动操作时,系统通过显示屏与语音方式给出偏差提示信息;自动模式下,控制器驱动转向控制模块控制作业方向。针对单北斗定位模块(简称“BDS”)定位信息波动大且可靠性低的情况,采用多BDS同步观测的方法实时监测联合收获机作业位置,研究定位信息获取及预处理方法、联合收获机作业路径跟踪与转向修正方法。首先采用带航迹修正的野值处理方法,在传统动态滤波算法中引入航迹修正,得到完整的定位数据;然后根据相对距离差建立关系矩阵,解算多BDS定位结果;其后通过卡尔曼滤波得到最终定位数据;再基于联合收获机作业特点,采用作业基准线的方式规划作业路径,根据作业情况对路径实时更新,得到作业路径跟踪实时偏差数据;最后依据建立的转向控制规则设计转向修正方法,实现转向修正。根据系统设计要求,结合联合收获机定位信息获取与路径跟踪方法,基于嵌入式微控制器设计了系统软硬件。设计的硬件包括主控制器输入输出端口配置、北斗定位模块及其应用电路、角度传感器及其接口电路、人机交互模块及其应用电路、CAN通讯接口电路、稳压电源电路、转向控制模块以及其它接口电路等。设计的软件包括系统主程序、定位信息的采集与预处理程序、路径规划与更新程序、实时跟踪程序、人机交互程序、转向修正程序、总线通信程序等。通过室内与田间试验相结合的方法开展试验验证。试验结果表明,在无基站的情况下,在联合收获机驾驶室顶部以三角阵列安装北斗定位模块,联合收获机作业路径跟踪与辅助导航系统能实时监测作业位置,规划和更新作业路径,显示偏差信息,基本达到了预期设计要求。通过室内转向控制模拟试验验证了转向控制方法的可行性。提供的一种结构简单,无专用基站的联合收获机作业跟踪与辅助导航系统和方法具有应用价值,有助于降低导航系统成本,提高联合收获机作业效率和质量。

关键词：联合收获机北斗定位作业路径实时跟踪辅助导航

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无线电高度与数字地图辅助导航算法研究

测绘科学 2003年第4期28卷 12-14页

作者：杨晓斌陈鹰同济大学遥感技术应用研究中心上海200092

无线电高度表和数字地图的组合构成地形轮廓匹配 (TERCOM )辅助导航系统 ,它是一种飞行导航定位的重要手段 ,由于地形辅助导航不依赖卫星导航系统、不受外界干扰、具有自主导航的功能 ,故近年来获得了迅速发展。本文对传统的地形匹配算... 详细信息

无线电高度表和数字地图的组合构成地形轮廓匹配 (TERCOM )辅助导航系统 ,它是一种飞行导航定位的重要手段 ,由于地形辅助导航不依赖卫星导航系统、不受外界干扰、具有自主导航的功能 ,故近年来获得了迅速发展。本文对传统的地形匹配算法进行了如下改进 :利用实测高程序列和预测高程序列与基准图分别进行匹配 ,对飞行器进行实时定位并对下一时刻的航迹进行预测 ;利用递推和分层匹配策略提高配准效率 ;利用多判据组合匹配提高定位的可靠性。根据本文所提出的数学模型 ,并用外场飞行数据进行了匹配测试 ,结果证明该方法提高了地形轮廓匹配的可靠性和精度 ,取得了很好的效果。

关键词：无线电高度表地形轮廓匹配辅助导航高程序列

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拖拉机作业路径规划与辅助导航系统的研究

拖拉机作业路径规划与辅助导航系统的研究

作者：王建波河南农业大学

学位级别：硕士

河南省及中原地区的农业机械化生产多以中小型农机装备为主,农田作业面积较小,因此广泛应用由中小型拖拉机和作业机具构成作业机组。在机组的作业过程中,拖拉机的行驶路径是否符合农机作业规范和要求直接影响到农业机械化生产整体的质... 详细信息

河南省及中原地区的农业机械化生产多以中小型农机装备为主,农田作业面积较小,因此广泛应用由中小型拖拉机和作业机具构成作业机组。在机组的作业过程中,拖拉机的行驶路径是否符合农机作业规范和要求直接影响到农业机械化生产整体的质量和效率。本文根据河南地区农业生产特点并以提高田间作业的信息化水平为切入点,围绕拖拉机的田间作业路径的规划方法和辅助导航驾驶技术两个关键问题展开研究试验,开发了“拖拉机作业路径规划与辅助导航系统”,并进行了田间的应用试验。本研究主要包括以下几个方面:(1)根据拖拉机的运动学模型将其抽象为刚体,确定了拖拉机的定位基准点和随体坐标系,从而得到其最小转弯半径与通过空间等的计算方法;建立大地固定坐标系表示拖拉机的位置和姿态信息,得到了使用姿态参数对位置参数进行补偿以及降低姿态传感器系统安装误差的计算方法;应用高斯投影原理及其正算公式获得拖拉机平面坐标,阐明了RTK和ARHS设备的通信协议内容和信息格式。(2)根据拖拉机典型转弯方式,建立了转弯路径的数学解析模型,从而得到转路径所必需的地头转弯区域宽度和时间成本等参数的计算方法;阐述了使用农田边界形状以及自定义等多种方式确定直线作业路径的方法和流程;提出使用全排列算法确定直线路径在路径规划方案中的先后顺序,通过数值计算试验总结和归纳出直线路径遍历顺序的规律。(3)设计开发了“拖拉机作业路径规划与辅助导航系统”应用软件,其功能涵盖了从采集农田地理信息数据到规划作业路径,再到拖拉机辅助导航驾驶等田间作业的主要环节;建立了RTK和ARHS与计算机系统之间的串口通信,根据通讯协议解析实现了两者之间的双向数据通信;设计开发了电子地图和辅助导航交互界面,为驾驶员提供作业机组的实时位置姿态和导航驾驶指示参考信息。(4)采用拖拉机作业路径规划与辅助导航系统软件在试验田进行了作业路径规划试验和小麦玉米的播种试验,路径规划试验数据表明软件系统所生成的路径规划方案中转弯路径消耗的时间较其他行走方式至少降低50%;小麦玉米的播种试验数据表明:在辅助导航和光靶导航时拖拉机行驶轨迹相对于直线路径的最大横向偏差要小于自动导航,而自动导航时的行驶轨迹相对于自身拟合直线的最大横向偏差远小于辅助导航和光靶导航。

关键词： RTK 高斯投影定位测姿路径规划辅助导航

多源信息融合框架下辅助导航系统的景象匹配算法研究

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多源信息融合框架下辅助导航系统的景象匹配算法研究

作者：刘强上海交通大学

学位级别：硕士

基于数据融合的景象匹配辅助导航(Scene Matching Aided Navigation,SMAN)技术可修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的累积误差,满足新一代飞行器的主动性导航需求。与传统的被动导航方法相比,景象匹配辅助导航技术可减... 详细信息

基于数据融合的景象匹配辅助导航(Scene Matching Aided Navigation,SMAN)技术可修正惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的累积误差,满足新一代飞行器的主动性导航需求。与传统的被动导航方法相比,景象匹配辅助导航技术可减少与外界的导航信号交换,进一步提升平台隐身性能,也是对传统GPS导航系统的重要补充。作为多源信息融合框架下的一项重要应用,SMAN技术的准确性直接取决于其核心图像配准算法的精度与可靠性,本文主要开展了传感器成像存在畸变条件下的地景图像精确配准算法研究、实验仿真及其性能分析,主要创新点包括:(1)从理论上推导了多尺度自卷积(Multi-Scale Auto-convolution,MSA)特征的仿射不变性,提出了基于图像区块MSA特征的匹配方法。采用了改进型简化欧氏距离作为相似度量完成特征匹配,减少了运算量,还巧妙地建立了三级金字塔分层搜索策略进一步使计算复杂度降低为原先的31/2,与基于分支点Hausdorff距离测度的匹配方法相比,在成像畸变下对异类多传感器,例如SAR、可见光、红外等图像均可实现较高精度的匹配。(2)详细分析了SIFT特征具备的旋转、尺度不变性的理论依据,并指出其对于传感器成像畸变下剪切变换稳定性较差的缺陷,利用特征融合的思想构建了SIFT+MSA组合特征:在提取到稳定的SIFT特征点后,以特征点所在位置作为圆心截取圆形区域并计算该区域的MSA特征向量,将其同SIFT特征组合起来。此处选取圆形区域的半径大小同该SIFT特征点主方向梯度的幅值成正比,且圆形保证了组合特征的旋转不变性。而后以简化欧氏距离作为相似度量,采用最近距离与次近距离比例阈值筛选的方法进行特征匹配,再利用RANSAC方法删除错误匹配点,最终求出单应性矩阵的模型参数。针对异构多传感器SAR、可见光、红外等,以及不同成像角度实拍图像的实验结果均表明该算法与基于SIFT特征的配准方法相比,特征提取的效率更高而且误匹配情况更少,最终配准图像的RMSE更小。(3)开展了景象匹配评估技术研究,用于衡量本文提出算法的可用性与准确性。从特征提取算子的检测性能、配准结果的精确度、已配准图像局部放大细节的主观评价三方面构建了图像配准方法的评价体系,包含了主客观评价指标。(4)开展了SMAN仿真平台研究,验证了算法在工程实践上的推广可行性,探索SMAN定位与INS导航两条数据链的融合方案,并直观演示了SMAN系统对INS系统的累积误差的修正效果。

关键词：信息融合辅助导航图像配准 SIFT MSA