一种UWB/GPS组合定位方式

针对当前定位技术中,低成本民用全球定位系统(Global positioning system,GPS)精度不高而高精度定位技术成本较高的问题,提出了一种超宽带(Ultra wide band,UWB)/GPS组合定位方案。以UWB系统获取运动载体的平面坐标,利用民用GPS系统获得实时速度和方位角信息。基于卡尔曼滤波器设计了轨迹纠偏算法,使用平面坐标、速度和方位角信息作为观测向量进行滤波,在控制成本的同时提高了定位精度。分别进行了UWB定位实验和组合定位实验,表明UWB/GPS组合定位能够降低系统成本,同时满足精确定位的需要。     

一种基于轨迹大数据离线挖掘与在线实时监测的出租车异常轨迹检测算法

以防止出租车欺诈绕路为例,提出一种基于出租车GPS时空轨迹数据离线挖掘与在线实时检测相结合的异常轨迹检测算法,获得快速反馈实时检测的结果.首先,将路网地图进行网格化切分并编号,用Pathlet方法优化常用的以GPS点组成的轨迹序列,并将轨迹通过匹配、补全等处理变换为Pathlet序列.然后,从大量出租车历史数据中,获得轨迹的Pathlet序列,并聚类得到起点与终点之间正常的K类轨迹.当实时轨迹需要被检测时,便与K类正常轨迹进行匹配,只需计算两段Pathlet序列的编辑距离,并同时考量时间和空间两个维度设定合理阈值,判断是否抛出异常.最后,基于北京地区2011年3月到5月出租车GPS轨迹的真实数据集进行了大量实验,对比了相关工作,印证了所提出算法的有效性和高效性.     

一种面向连续查询的虚拟轨迹隐私保护方法

随着全球移动定位设备的普及和网络通信技术的发展,催生出基于位置服务的应用(LBS)。享受LBS带来的便利服务的同时,用户的位置轨迹隐私保护受到严峻考验。现有的位置隐私保护方法大多针对用户单次查询设计,不能适用于连续查询;且匿名效果不佳。提出了一种采用中心服务器结构的假轨迹匿名方案,通过持续选择匿名区域内长时间所在的移动用户生成假位置点,构成虚拟轨迹的方式来混淆攻击者的判断,从而达到保护用户轨迹隐私的目的。仿真实验结果表明方法有效可行。     

巡检机器人全球定位系统和里程计组合定位方法

针对巡检机器人在校园环境中工作时,全球定位系统(global positioning system,GPS)信号易受树荫及较高建筑物遮挡而出现定位不准确的问题,提出GPS和里程计组合定位方法。以GPS坐标信息为初始位置,里程计信息为主导航,GPS接收机的脉冲信号作为实时修正数据,利用卡尔曼滤波算法对系统状态进行最优估计,得到较为准确的状态估计值。最后利用状态估计值去修正系统的导航误差。同时在实验平台上进行验证仿真。结果表明,机器人以150 cm/s的速度行驶80 s后其轨迹误差能控制在5 cm以内,利用多传感器融合技术可以提高机器人的定位精度和可靠性,GPS和里程计组合定位方法能够有效提高机器人实时定位精度。     

巡检机器人全球定位系统/里程计组合定位方法

摘要：针对巡检机器人在校园环境中工作时,GPS信号易受树荫及较高建筑物遮挡而出现定位不准确的问题,提出GPS和ODO组合定位方法。该方法以GPS坐标信息为初始位置,里程计信息为主导航,GPS接收机的脉冲信号作为实时修正数据,利用卡尔曼滤波算法对系统状态进行最优估计,得到较为准确的状态估计值,最后利用状态估计值去修正系统的导航误差。同时在实验平台上进行验证仿真,实验结果表明,机器人以150cm/s的速度行驶80s后其轨迹误差能控制在5cm以内,得出利用多传感器融合技术可以提高机器人的定位精度和可靠性的结论,即通过对GPS和ODO组合定位方法能够有效提高机器人实时定位精度。     

基于多模自适应滤波算法在 装备组合导航系统的应用

为满足在复杂环境下装备导航定位需求,本文提出了一种对组合导航系统进行多源信息融合以获得高精度、高容错位置修正信息的设计方法.该方法通过改进联邦卡尔曼滤波算法和滤波器设计,建立一种基于北斗/GPS/SINS组合导航系统的多模自适应估计的联邦滤波器,通过多源数据优化融合有效提升装备组合导航系统精度及可靠性,为其提供准确的地理位置、周边地形以及道路交通等信息,帮助作战人员实时获取目标状态并引导精确导航,有效提升装备作战使用效能.仿真实验表明:该方法与单一模型的联邦滤波器相比,不仅能进一步提升系统的容错性及高精度定位能力,还便于对各导航子系统的故障进行隔离定位,具有较大的工程应用价值.     

基于PF的新的导航系统在视距和非视距环境中的动态跟踪研究

针对现代都市环境中单一的GNSS定位技术无法满足精确定位的难题,结合GPS和DTMB定位技术的优势,给出GPS/DTMB组合定位新系统,研究粒子滤波算法在GPS/DTMB系统中的动态定位跟踪效果.从视距和非视距两种传播环境仿真验证,并对比分析均值和标准差大小.仿真结果表明,在两种传播环境中,粒子滤波算法滤波后的运动轨迹均接近真实轨迹,但视距环境下的动态跟踪效果、均值和标准差均优于非视距环境,且定位误差满足城市环境中的定位精度要求,从而验证了城市环境中采用GPS/DTMB组合定位系统的可行性.     

LBS中理想的移动台位置更新策略

位置服务(LBS)的许多应用需要记录用户的历史轨迹,现有的LBS系统开销比较大,降低了系统的容量.针对这些缺点,提出了一种理想的移动台位置更新策略,通过把用户分成2类,并依据该分类生成了2个动态改变用户定位频率的算法,结合用户的运动状态和用户指定的触发定位距离以及最大定位间隔时间来改变用户定位频率,使得记录下来的用户历史轨迹更加准确,同时提高了移动台位置更新的灵活性.     

LBS中理想的移动台位置更新策略

位置服务（LBS）的许多应用需要记录用户的历史轨迹，现有的LBS系统开销比较大，降低了系统的容量。 针对这些缺点，提出了一种理想的移动台位置更新策略，通过把用户分成2类，并依据该分类生成了2个动态改变 用户定位频率的算法，结合用户的运动状态和用户指定的触发定位距离以及最大定位间隔时间来改变用户定位频 率，使得记录下来的用户历史轨迹更加准确，同时提高了移动台位置更新的灵活性。     

基于DSP的GPS/DR组合定位系统的设计

对于城市车辆GPS导航来说,其很大的一个缺点是跟踪卫星的信号常常由于建筑物、隧道及树木等的遮挡而使GPS的定位精度大大降低,甚至无法进行正常的定位。为此,提出了基于DSP的GPS/DR组合定位系统,详细介绍了系统的硬件设计方法、组成和软件设计思想。最后进行了采用联合卡尔曼滤波器的GPS和DR系统的组合定位的仿真实验。实验证明,采用联合卡尔曼滤波算法的GPS/DR组合定位系统的转度明显高于GPS单独定位方式。     

基于车载GPS定位误差分布规律的地图匹配算法

针对目前车载GPS定位信息地图匹配技术的主要缺陷,即GPS定位点的道路纵向位置修正效果较差,特别是对GPS独立定位的情况而言,修正精度很低,通过分析车载GPS定位误差的特点及其分布规律设计了一种地图匹配算法,重点提高车载GPS定位点在道路纵向的修正精度.采用长春市局部路网的地理信息为基础,采集车载GPS实测数据完成了算法的实证分析.结果表明,所提出的地图匹配算法应用效果理想,尤其是将车载GPS定位点的道路纵向位置修正精度提高了2.5 m以上,从而可满足车载GPS数据用户更高水平的信息需求.     

In-vehicle GPS/DR navigation system development and test results in Singapore

This paper introduces the in-car navigation system prototype development and test results under the context of Singapore. In the system, integrated GPS/DR is used for continuous vehicle positioning. A digital road network map database is built for the whole Singapore. The database is designed to support map matching, route determination, and route guidance functions. The prototype system demonstrates GPS positioning of the vehicle in real-time, tracking the vehicle onto a digital map with fix updates every one or two seconds.With the map matched vehicle location on the map, voice and/or text guidance is provide to the driver. The vehicle position can also be transferred to control centre through communication data link for the purpose of fleet management.     

基于GPS定位原理的轨道外部几何参数测量系统

 利用GPS 定位全天候、高效率、低成本的特性,设计出一种新型的轨道外部几何参数测量系统.该系统由卫星系统、加载接收机的轨检仪、控制网和GPRS 发射站组成.测量前,先构建边连式同步图形扩展式带状轨道监测控制网,并在现有的轨检仪上加载GPS 接收机.测量过程中,轨检仪沿轨道运动:GPS 控制网中4 个GPS 基站与轨检仪上GPS 流动站实时采集定位信息;定位信息经双差处理和整周模糊度解算后,得到RTK(real-time kinematic)观测量,确立轨道中心线;结合轨检小车测出的轨道内部几何参数和轨道中心线,解算出轨道高程.静态实验与外场试验结果表明:该测量系统自动化程度较高,静态观测误差在0.5 mm 以内,动态误差在15 mm 以内,完全能够满足轨道外部几何参数高精度测量的要求.     

基于模糊逻辑的综合地图匹配算法

车辆导航系统大都采用航位推算和GPS来估计车辆的位置,由于受GPS噪声的影响,实际测量的位置往往带有偏差。应用数字化道路图的地图匹配算法可以解决这一问题。提出基于模糊逻辑理论的综合地图匹配算法,充分考虑了道路几何特性以及GPS测量数据的偏差特性,实验证明该算法是有效和可用的。     

路径诱导系统中综合地图匹配算法的研究

地图匹配算法对于车辆路径诱导和实时轨迹回放具有重要的应用,为了提供连续、精确和可靠的车辆行驶路段位置,利用定位传感器输出车辆运行位置信息,结合高精度空间道路网络数据,提出新的综合地图匹配算法.该算法不受地理环境的约束,能有效地修正传感器的定位误差,提高车辆定位精度.实际道路测试证明,该算法比现有地图算法更高准确度和实时性,尤其是在十字路口有更好匹配效果.     

基于Android移动终端的车辆导航地图匹配算法研究

基于Android移动终端设计了一种基于路网拓扑结构的地图匹配算法,将地图匹配分成定位数据预处理、确定车辆所在路段、确定车辆匹配位置和出错检测等4个相对独立的过程.算法在过滤掉异常定位数据后采用航位推算进行补偿,使用考虑距离和方向两种要素的加权评估模型确定匹配路段,在确定匹配位置时对常用的垂直投影进行改进,得到一种优化方法.结果表明,该算法具有较高的路段识别正确率,优化方法相对于垂直投影法在位置精度上有所提高,地图匹配效果好.     

一种大规模流式数据聚类方法在交通热点分析中的应用

为了提高在大规模流式数据环境下交通热点区域分析的算法效率,提出了一种流式数据两阶段方法;该方法在第一阶段使用基于改进Canopy算法进行粗聚类并产生宏簇,在第二阶段使用K-means算法进行细聚类;并以粗聚类产生的宏簇个数和类簇中心位置为指导产生更加准确的微簇聚类结果。在试验中,使用流式数据两阶段方法对北京市出租车的定位数据进行了聚类分析;并结合热力图和电子地图对聚类结果进行可视化表达,在最终的热力分析结果中可以直观地发现出租车活动较为频繁的热点区域和线路,且与日常出行经验相符合。试验结果表明该算法能够实时地对流式数据进行聚类分析,产生的数据结果可供用户在任意时间窗口范围进行查询分析,有助于为交通活动情况实时分析、交通规划和拥堵治理等方面提供有价值的理论参考依据。     

基于模糊神经网络的短时公交到站时间预测

研究了中国公交运营特点,利用全球定位系统和电子票务收费系统收集的车辆实时信息,建立了路段和站点补偿模糊神经网络模型,分别预测车辆的路段行驶时间和站点停留时间.路段预测模型的输入是所有重合线路的站点行驶数据,改变了现有预测模型只采用单线路数据的不足.以济南市一条实际公交线路为例,利用VISSIM模拟专用道和非专用道两种道...     

基于改进IMM-UKF算法的一种融合航迹推演的红外路标室内定位方法

在结构化环境中,针对室内机器人导航对精度和实时性的要求,在一种新型红外路标定位方法的基础上,为满足全局导航的需要并简化硬件结构,提出一种融合航迹推演的红外路标室内定位方法,将单个大功率红外发射管作为路标,移动机器人上的红外摄像头作为接收传感器,融合采用改进的交互多模型无迹卡尔曼滤波(interacting multiple models unscented Kalman filter,IMM-UKF)算法.将融合航迹推演的红外路标室内定位方法和一般的定位方法做了比较,并将融合所采用改进的IMM-UKF算法与一般的融合算法做了比较.实验结果表明,提出的基于改进IMM-UKF算法的融合航迹推演的红外路标室内定位方法获得了比一般的定位方法更快的定位速度和更高的定位精度,且改进IMM-UKF算法比一般融合算法获得的定位精度更高.