车载自主导航算法

惯性导航属于积分推算方法，导航误差随时间累积，难以满足长时间高精度定位定向的要求。在车载导航的特殊领域，可以采用SINS/OD组合导航或零速校正方法来提高自主导航精度。

一、SINS/OD组合导航

捷联惯导和里程仪均具有完全自主的特点，且定位误差具有互补性，所以SINS/OD 组合导航是一种常用的车载自主导航算法。文献[25]详细叙述了惯导、里程仪航位推算算法及其误差方程，并根据相似性原理得到了相关误差源的分立标定方法。但在航位推算过程中，捷联惯导和里程仪相对独立工作，导航精度受误差源标定精度的影响严重，只能通过已知路标点进行校正，存在导航信息利用不充分的缺陷。

SINS/OD组合导航是一种有效的自主导航方案，可以对相关误差进行在线估计。在状态误差建模上，文献[25]仅考虑了里程仪标度因数误差，文献[127]进一步考虑了方位和俯仰安装偏差，但未对安装杆臂误差进行建模。在量测方程建立方面，目前通常使用两类方案：一类采用速度量测模式[127-129]，将惯导速度和里程仪速度之差作为量测值，状态维数低，计算量小，但里程仪速度的获得需要对里程增量进行微分，放大了量测噪声；另一类采用位置量测模式

[130-132]，将惯导位置和航位推算位置之差作为量测值，不放大量测噪声，但额外增加了状态维数，对相关误差状态的估计速度慢，也不利于故障重构。在误差状态可观测性分析方面，武元新等[133,134]提出了“导航系统全局可观测分析方法”，并对SINS/OD组合导航中里程仪误差的可观测性进行了分析。

二、零速校正

在里程仪无效的情况下，零速校正（zero-velocity update, ZUPT）技术是车载自主导航的主要技术手段。陆用车辆行驶过程中，间隔一定时间(一般为5~10 min)停车，由于停车时刻的真实速度为零，惯导系统的速度输出即为速度误差，将该速度误差作为量测值可对惯导系统的各项误差进行辨识和补偿[135,136]。ZUPT技术在很多实际系统中得到广泛应用，如美国的Litton公司的LASS、Honeywell公司的GEO-SPIN系统，英国Ferranti 公司的FILS系统，法国SAGEM公司的SIGMA-30等系统[137]。

常用的零速校正方法有曲线拟合法和实时卡尔曼滤波法[138-142]。曲线拟合法根据停车点的零速观测值，将各个通道的速度误差拟合成二次曲线或休拉周期正弦曲线，进而补偿定位误差。曲线拟合法一般将各通道分开处理，忽略了通道间的耦合，不能精确跟踪物理系统内部的状态变化[21]。而卡尔曼滤波算法利用系统误差和测量误差统计特性的先

验信息给出系统状态的最优估计，由于考虑了惯导系统的内部误差模型，零速校正的效果一般要优于曲线拟合法，因此获得广泛应用。如Litton公司的LASS系统采用了“14+4”维卡尔曼滤波器；Ferranti公司的FILS系统采用10维状态的滤波平滑；Honeywell 公司的GEO-SPIN系统采用27维状态实时滤波；Draper实验室的APTS系统采用了20维状态实时滤波等[21]。此外还有一些基于事后或滞后平差、平滑处理的零速校正算法[142,143]，通常可以取得更高的定位精度，但往往不能满足作战车辆对机动性和实时性的要求。

国内外采用ZUPT技术的惯导系统大多是平台式系统[137,142-143]。捷联惯导系统由于物理上缺失隔离角运动的功能，惯性器件的工作环境更加恶劣，动态误差源众多，零速校正的效果通常不如平台式系统。

Dissanayake[144]指出，在车载应用的特殊领域，存在侧向和法向速度为零的运动学约束条件，利用该约束可以实现动态零速校正，从而抑制SINS的误差发散趋势。方靖[145] 采用运动学约束模型进行了车载实验，验证了算法的有效性。但由于未对安装偏差角等主要误差源进行建模补偿，算法仅适合用于在GPS短时失效期间维持导航精度。

自动驾驶汽车硬件系统概述

自动驾驶汽车硬件系统概述自动驾驶汽车的硬件架构、传感器、线控等硬件系统如果说人工智能技术将是自动驾驶汽车的大脑，那么硬件系统就是它的神经与四肢。从自动驾驶汽车周边环境信息的采集、传导、处理、反应再到各种复杂情景的解析，硬件系统的构造与升级对于自动驾驶汽车至关重要。自动驾驶汽车硬件系统概述从五个方面为大家做自动驾驶汽车硬件系统概述的内容分享，希望大家可以通过我的分享，对硬件系统的基础有个全面的了解：一、自动驾驶系统的硬件架构二、自动驾驶的传感器三、自动驾驶传感器的产品定义四、自动驾驶的大脑五、自动驾驶汽车的线控系统

自动驾驶事故分析根据美国国家运输安全委员会的调查报告，当时涉事Uber汽车——一辆沃尔沃SUV系统上的传感器在撞击发生6s前就检测到了受害者，而且在事故发生前1.3秒，原车自动驾驶系统确定有必要采取紧急刹车，此时车辆处于计算机控制下时，原车的紧急刹车功能无法启用。于是刹车的责任由司机负责，但司机在事故发生前0.5s低头观看视频未能抬头看路。从事故视频和后续调查报告可以看出，事故的主要原因是车辆不在环和司机不在环造成的。Uber在改造原车加装自动驾驶系统时，将原车自带的AEB功能执行部分截断造成原车ADAS功能失效。自动驾驶系统感知到受害者确定要执行应急制动时，并没有声音或图像警报，此时司机正低头看手机也没有及时接管刹车。

目前绝大多数自动驾驶研发车都是改装车辆，相关传感器加装到车顶，改变车辆的动力学模型；改装车辆的刹车和转向系统，也缺乏不同的工况和两冬一夏的测试。图中Uber研发用车是SUV车型自身重心就较高，车顶加装的设备进一步造成重心上移，在避让转向的过程中转向过急过度，发生碰撞时都会比原车更容易侧翻。自动驾驶研发仿真测试流程所以在自动驾驶中，安全是自动驾驶技术开发的第一天条。为了降低和避免实际道路测试中的风险，在实际道路测试前要做好充分的仿真、台架、封闭场地的测试验证。软件在环（Software in loop），通过软件仿真来构建自动驾驶所需的各类场景，复现真实世界道路交通环境，从而进行自动驾驶技术的开发测试工作。软件在环效率取决于仿真软件可复现场景的程度。对交通环境与场景的模拟，包括复杂交通场景、真实交通流、自然天气（雨、雪、雾、夜晚、灯光等）各种交通参与者（汽车、摩托车、自行车、行人等）。采用软件对交通场景、道路、以及传感器模拟仿

导航系统

第1 章绪论 1.1 导航的基本概念导航是引导运载体到达预定目的地的过程。导航分两类：(1)自主式导航，用飞行器或船舶上的设备导航，有惯性导航、多普勒导航和天文导航等；(2)非自主式导航，用于飞行器、船舶、汽车等交通设备与有关的地面或空中设备相配合导航，有无线电导航、卫星导航。在军事上，导航还要配合完成武器投射、侦察、巡逻、反潜和援救等任务。高效、高精度的导航系统更是我国这种发展中国家赶超发达国家的战略性资源和倍能器。在军用方面，随着新时期军事战略方针的转变及高新技术武器装备的发展，导航定位定向系统已经成为我军现代化建设中一项不可缺少的重要军事技术装备，其重要性表现在：它是信息战必不可少的基础设备，是建立战场统一坐标的前提，是快速、准确火力部署的保障，同时又是实现武器精确打击能力的必要条件。所以，导航定位定向系统对迅速提高我军的综合作战能力，加快数字化部队建设至关重要；在民用方面，国外的导航定位定向系统己在大地测量、定向钻并、隧道掘进、地面车辆导航、飞机进场着陆、航天航空遥感、机载重力测量、公路监测、地下油气管道监测、矿井监测、激光断面监测等方面得到广泛地的应用，并取得了巨大的经济效益。在日常生活中我们经常接触到的导航是车载导航，车载导航属于非自主式导航，车载导航是利用车载GPS（全球定位系统）配合电子地图来进行的，汽车GPS导航系统由两部分组成：一部分由安装在汽车上的GPS接收机和显示设备组成；另一部分由计算机控制中心组成，两部分通过定位卫星进行联系。 1.2 惯性导航(INS)概述通常说的惯性技术，是惯性器件、惯性测量、惯性导航、惯性制导和惯性稳定等技术的统称。惯性技术既是一门学科，也是一门工程技术，在陆、海、空、天各个领域有着广泛应用。惯性器件（陀螺仪和加速度计）、惯性仪表、惯性导航系统都是以牛顿力学定律为基础的。惯性导航系统通过加速度计实时测量载体运动的加速度，经积分运算得到载体的实时速度和位置信息。惯性技术是对载体进行导航的关键技术之一，惯性技术是利用惯性原理或其它有关原理，自主测量和控制运载体运动过程的技术，惯性测量和惯性敏感器技。

移动机器人视觉导航

移动机器人视觉导航。 0504311 19 刘天庆一、引言智能自主移动机器人系统能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能。其本身能够认识工作环境和工作对象，能够根据人给予的指令和“自身”认识外界来独立地工作，能够利用操作机构和移动机构完成复杂的操作任务。因此，要使智能移动机器人具有特定智能，其首先就须具有多种感知功能，进而进行复杂的逻辑推理、规划和决策，在作业环境中自主行动。机器人在行走过程中通常会碰到并且要解决如下三个问题：（1）我（机器人）现在何处？（2）我要往何处走？（3）我要如何到达该处？其中第一个问题是其导航系统中的定位及其跟踪问题，第二、三个是导航系统的路径规划问题。移动机器人导航与定位技术的任务就是解决上面的三个问题。移动机器人通过传感器感知环境和自身状态，进而实现在有障碍物的环境中面向目标自主运动，这就是通常所说的智能自主移动机器人的导航技术。而定位则是确定移动机器人在工作环境中相对于全局坐标的位置及其本身的姿态，是移动机器人导航的基本环节。目前，应用于自主移动机器人的导航定位技术有很多，归纳起来主要有：安装CCD 摄像头的视觉导航定位、光反射导航定位、全球定位系统GPS(Global Positioning System)、声音导航定位以及电磁导航定位等。下面分别对这几种方法进行简单介绍和分析。 1、视觉导航定位在视觉导航定位系统中，目前国内外应用较多的是基于局部视觉的在机器人中安装车载摄像机的导航方式。在这种导航方式中，控制设备和传感装置装载在机器人车体上，图像识别、路径规划等高层决策都由车载控制计算机完成。视觉导航定位系统主要包括：摄像机（或CCD 图像传感器）、视频信号数字化设备、基于DSP 的快速信号处理器、计算机及其外设等。现在有很多机器人系统采用CCD 图像传感器，其基本元件是一行硅成像元素，在一个衬底上配置光敏元件和电荷转移器件，通过电荷的依次转移，将多个象素的视频信号分时、顺序地取出来，如面阵CCD传感器采集的图像的分辨率可以从32×32 到1024×1024 像素等。视觉导航定位系统的工作原理简单说来就是对机器人周边的环境进行光学处理，先用摄像头进行图像信息采集，将采集的信息进行压缩，然后将它反馈到一个由神经网络和统计学方法构成的学习子系统，再由学习子系统将采集到的图像信息和机器人的实际位置联系起来，完成机器人的自主导航定位功能。视觉导航定位中，图像处理计算量大，计算机实时处理的速度要达到576MOPS~5.76BOPS，这样的运算速度在一般计算机上难以实现，因此实时性差这一瓶颈问题有待解决；另外，对于要求在黑暗环境中作业的机器人来说，这种导航定位方式因为受光线条件限制也不太适应。当今国内外广泛研制的竞赛足球机器人通常都采用上面所说的视觉导航定位方式，在机器人小车子系统中安装摄像头，配置图像采集板等硬件设备和图像处理软件等组成机器人视觉系统。通过这个视觉系统，足球机器人就可以实现对球的监测，机器人自身的定位，作出相应动作和预测球的走向等功能

车载导航系统国内外发展现状

一、引言汽车工业已成为我国国民经济发展的支柱产业之一，汽车技术和技术信息的融合使得汽车电子已经成为一个独立的产业。另外，随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，大量的商务、休闲、探险活动使我们并不局限在自己认识的一小块区域中，不认识道路，找不到目的地的情况也屡有发生，就此，车载GPS导航系统即以合适的价位走入车主的世界，成为车上的基本装备。车载GPS主要用途就是定位监控和导航，由于导航方面民用较广且易于理解，所以一般提起车载GPS即指汽车里用的导航产品；而以定位监控管理为主要用途的车载GPS在国内的大量应用也是不争的事实。因此，笔者将后者称其为中心监控式的导航系统。二、车载GPS导航系统原理与电子地图的应用模式 (一) 车载GPS导航系统原理利用GIS中的导航电子地图和GPS接收机的实时定位技术，组成GPS+GIS的各种电子导航系统。 (二) 车载导航电子地图的应用模式车载导航电子地图的应用模式主要有如下两种： 1. GPS单机定位＋矢量电子地图系统可根据目标位置（工作时输入）和车船现位置（由GPS测定）自动计算和显示最佳路径，引导司机最快地到达目的地，并可用多媒体方式向驾驶员提示。 2. GPS差分定位＋矢量电子地图系统通过固定站与移动车船之间的两台GPS伪距差分技术，可使定位精度达到1～3ｍ，当采用双向通讯方式时，则可构成车船的自动导航系统，又可将移动车船上的GPS定位结果准确实时地传送到控制中心，并在电子地图上显示出来，构成交通网络监控指挥系统。为了防止在楼群遮挡时收不到足够的GPS卫星信号，在车上除装有GPS接收机以外，还装有压电振荡陀螺。利用卡尔曼滤波算法同时处理GPS、里程计和陀螺仪的数据来进行运载体的实时定位。三、中心监控式的导航系统和自主导航系统的系统构成、技术特征 (一) 中心监控式的导航系统的构成、技术特征、运行流程 GPS/GSM卫星定位车载系统（以下简称车载机）由GPS接收模块、GSM信息收发模块、数据处理单元MCU三部分构成。这三部分的工作流程是GPS接收模块接收到GPS卫星发射的原始电文，并根据从三颗以上不同卫星发来的电文以1秒的刷新间隔提供该车辆的状态，如：经度、纬度、高度、时间、速度、航向等数据，送给数据处理单元MCU，单片机再对这条数据进行压缩和加密的处理；然后通过GSM模块将按照设定好的格式，定时（1分钟至1440分钟）将这条数据通过GSM无线网络传输到远端监控中心的数据接收机中。数据接收机与数据库服务器是通过RS232口直接物理连接的，通过控制软件，其数据便存储到了SQL SERVER数据库中，结合GIS系统中的电子地图，在监控软件中便可以直接看到车辆的位置、速度、高度等信息，从而达到监控的目的。如果车载机数量的增加和车载机不断发送数据的增多，此数据库将不断扩大。通过编写程序，再通过对数据库的操作，从而

人工智能在自动驾驶技术中的的应用

人工智能在自动驾驶技术中的应用摘要：随着技术的快速发展云计算、大数据、人工智能一些新名词进入大众的视野，人工智能是人类进入信息时代后的又一技术革命正受到越来越广泛的重视。作为人工智能等术在汽车行业、交通领域的延伸与应用，无人驾驶近几年在世界范围内受到了产学界甚至国家层面的密切关注。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。自动驾驶技术将成为未来汽车一个全新的发展方向。本文将主要介绍人工智能技术在自动驾驶中的应用领域，并对自动技术的发展前景进行一个简单的分析。关键词：人工智能；自动驾驶；智能汽车；图像识别 0. 引言人工智能是一门起步晚却发展快速的科学。20 世纪以来科学工作者们不断寻求着赋予机器人类智慧的方法。现代人工智能这一概念是从英国科学家图灵的寻求智能机发展而来，直到1937年图灵发表的论文《理想自动机》给人工智能下了严格的数学定义，现实世界中实际要处理的很多问题不能单纯地是数值计算，如言语理解与表达、图形图像及声音理解、医疗诊断等等。1955 年Newell 和Simon 的Logic Theorist证明了《数学原理》中前52 个定理中的38 个。Simon 断言他们已经解决了物质构成的系统如何获得心灵性质的问题( 这种论断在后来的哲学领域被称为“强人工智能”) ，认为机器具有像人一样逻辑思维的能力。1956 年，“人工智能”( AI) 由美国的JohnMcCarthy 提出，经过早期的探索阶段，人工智能向着更加体系化的方向发展，至此成为一门独立的学科。五十年代，以游戏博弈为对象开始了人工智能的研究；六十年代，以搜索法求解一般问题的研究为主；七十年代，人工智能学者进行了有成效的人工智能研究；八十年代，开始了不确定推理、非单调推理、定理推理方法的研究；九十年代，知识表示、机器学习、分布式人工智能等基础性研究方面都取得了突破性的进展。 1. 人工智能在自动驾驶技术中的应用概述人工智能发展六十年，几起几落，如今迎来又一次热潮，深度学习、计算机

浅谈农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用

农机GPS卫星定位和自动导航驾驶系统的应用概论随着我国高新技术的应用和电子信息技术的渗透，以及现代化精细农业的要求和农机高科技技术的迅速发展。农机GPS卫星定位和自动导航驾驶已成为现代化大农业的一个重要组成部分。在播种、施肥、洒药、收获、整地、起垄等许多农机作业项目上发挥着重要的作用，并有着广阔的发展前景。 2010年鹤山农场本着“立足大农机、发展大农业”的原则，不断提高农机科技含量和高新技术的推广应用，为迪尔7830、克拉斯836等先进机型安装了17套GPS卫星定位和自动导航驾驶系统，通过进行秋整地和秋起垄作业，这套系统不仅提高了机车的作业质量和工作效率，实现节本增效，而且很大程度的减轻了驾驶操作人员的劳动强度。 “三秋”阶段机车减少了“重漏”和“空跑”现象，17台车共节省主燃油45吨，节约资金33.75万元，提高机车工作效率20%以上，增加时间利用率4个百分点。实现节本增效67.75万元。 1 系统的组成和工作原理 1.1 系统组成：主要有导航光靶、方向传感器、通信模块、导航控制器、液压控制器等。导航光耙：接收GPS的定位信号，在设定导航线后，根据机组作业幅宽进行自动直线导航，技术特点是在没有作业导航图的情况下可在作业中生成导航线，差分GPS的定位下，可对农机田间直线行走作业精确引导，使机组作业不重不漏，并具有作业面积计算统计等功能。方向传感器：向导航控制器发送高精度的转角信息。

通信模块：接收基站的差分数据。导航控制器：自动驾驶系统的核心，通过接收GPS的定位信息和方向传感器的转角信息，向液压系统发送指令。液压控制器:液压控制器根据导航控制器发送的指令，改变油箱的流量和流向，保证农机按照设定的路线行驶。 1.2 工作原理首先在在导航光靶上设定车辆行走线，设置导航模式（直线或者曲线）。通过接收基站差分数据，实现厘米级的卫星定位，实时向向控制器发精确的定位信息。方向传感器实时向控制器发送车轮的运动方向。导航控制器根据卫星定位的坐标及车轮的转动情况，实时向液压控制阀发送指令，通过控制液压系统油量的流量和流向，控制车辆的行驶，确保车辆按照导航光耙设定的路线行驶。 2 实际作业情况 2.1 提高土地利用率。该系统的基站设在农场农机管理服务中心，设备要求24小时工作，基站的覆盖半径可达50KM，可以完全覆盖全场地号的作业面积，满足农场农机田间作业要求。农机使用自动驾驶系统进行起垄、播种、洒药、整地等作业时，结合线之间的偏差和千米直线度偏差可以控制在2.5厘米，减少农作物生产投入成本，并且可以提高农艺作业质量，避免作业过程产生的“重漏”现场，降低生产成本，提高土地利用率，增加了经济效益。 2.2 提高机车时间利用率和作业质量该系统提高了机车的操作性能，延长了作业时间，可以实现夜间播种作业，

视觉导航综述.

视觉导航及实验验证平台综述摘要：本文概述视觉导航技术。视觉导航通过图像采集设备收集近距离的环境信息，并利用计算机视觉技术进行图像处理获得环境信息，实现导航。首先比较了各种导航方式的优缺点，分析视觉导航的意义。接着概述了视觉导航的应用领域和研究现状，然后分析比较了视觉导航中的一些关键技术，简单介绍了视觉导航领域的SLAM问题。最后，综合国内外视觉导航技术研究存在问题，提出进一步研究方向和应用途径。关键词：视觉导航；移动机器人；智能车辆；图像匹配；路径识别 0 引言在当今世界的先进技术领域里，往往存在这样的问题：为了完成某种特殊的任务，需要在已知或者未知环境中，使特殊的能完成既定任务的实验设备或平台按照既定的且满足最优条件的路径运动或者到达既定目的地，这一类的问题便是导航。对于一般的导航系统，在给定命令的前提下，结合环境中的各种探测信息，并根据自身位姿信息作出决策使运动体而到达目标，在运动过程中，还需要不断优化全局路径。导航系统需要完成的任务包括以下三点：一，获取信息；二，处理信息；三，作出决策（即路径规划）。目前广泛使用的导航方法有[1]：航标法，航位推算法，天文导航，惯性导航，无线电导航，卫星定位导航和组合导航等。下文对各种导航方法对比说明。

航标法习惯称之为目视方法，它借助于信标和参照物对运动物体进行引导。目前仍在应用，但是这种方法过于依赖经验，受天气、地理条件的影响。航位推算法是通过一系列的速度增量来确定位置的，是一种自主导航方法，保密性强。但是随着时间推移会产生误差积累。天文导航是通过仪器设备对天体的位置精确测定，根据地理关系算出位置的相对导航方法，其缺点是误差积累受时间和气象条件限制，定位时间长，操作计算复杂[1]。惯性导航通过加速度测量技术和积分技术的综合应用得到运动体的速度和位置信息。这种导航技术完全依靠载体上的设备自主完成导航任务，因此隐蔽性好，不受外界条件限制。但是加速度及精度和误差积累严重限制该方法的应用。目前，惯性导航常常和其他系统综合使用。无线电导航通过测量信号的相位和相角定位，但其易受干扰。卫星导航利用卫星发射无线电波到地面接收器的时间来推算地面接收器所在的经纬度，其中GPS是目前真正实用的一种卫星导航和定位系统，但其技术为美国所垄断，我国也正在致力于这方面的研究[2]。而自主照相机和图像处理技术的发展促使视觉导航技术的发展。视觉导航是通过摄像机对周围环境进行图像采集，并对图像进行滤波和计算，完成自身位姿确定和路径识别，并做出导航决策的一种新的当行技术。由于视觉导航的采用被动工作方式，设备简单，成本低廉，其应用范围很广。最主要的特征是视觉导航的自主性和实时性。它不依靠外界任何设备，只需对储存系统和

汽车导航系统

汽车导航系统即车载GPS导航系统，其内置的GPS天线会接收到来自环绕地球的24颗GPS卫星中的至少3颗所传递的数据信息，结合储存在车载导航仪内的电子地图，通过GPS卫星信号确定的位置坐标与此相匹配，进行确定汽车在电子地图中的准确位置，这就是平常所说的定位功能。在定位的基础上，可以通过多功能显视器，提供最佳行车路线，前方路况以及最近的加油站、饭店、旅馆等信息。假如不幸GPS信号中断，你因此而迷了路，也不用担心，GPS已记录了你的行车路线，你还可以按原路返回。当然，这些功能都离不开已经事先编制好的使用地区的地图软件。如何选购 1.地图设计要人性硬件是基础，软件是灵魂，GPS导航仪的“灵魂”包括两个方面——软件引擎和地图数据，这两者是导航仪能否把你带到目的地的关键所在。电子导航地图是GPS导航仪赖以工作的另一个重要组件，电子导航地图的正确与否就直接决定了车主能否更快捷、更轻松地到达目的地。在当前的市场上，不论是国产还是完全进口，车载GPS产品内置的地图无非都是国内仅有的几个图商的资源，质量也是参差不齐。一般来说，正规品牌的GPS导航仪都会提供一年的免费更新，或者按次数计算，支持2次左右的免费更新服务。而在此之后更新地图就需要缴纳一定费用，一般来说GPS图商的地图更新维持在半年一次的水平，也有一些厂商每三个月更新一次数据，更新一次的费用在两百元左右。 2.搜星定位要快捷作为导航产品，消费者最关心的当属它的收星能力，即信号接收能力。目前市场上销售的车载GPS大多数都会采用SiRFStarIII第三代芯片，这类芯片的优势是在有遮挡和天气情况恶劣的情况下可以捕捉和跟踪信号、减轻高楼林立带来的的信号干扰。此外，芯片的好坏还直接关系到计算路径时快捷准确的好坏。去同一个目的地，芯片的不同可能会出现不同的路线，而我们需要的是最佳路线。购买大品牌的产品不仅本身质量有保证，同时也可以享受一定年限的免费升级服务。选品牌其实也是在选售后，对于GPS导航产品来说，后续的服务问题更为重要，因为地图是在实时更新的。不同的厂商，获取地图数据的来源不同，免费的更新方式也有多种多样。购买时做好了解，可以避免使用后一些不避免的麻烦。此外，开机速度和反应速度都是重要参数，由于开车时要时刻注意安全并且汽车在高速行进中，因此速度快可以提升车辆导航的精确度，同时也可以节约使用者的操作时间，省时更省心。 3.导航要注重实用性

车载GPS导航系统的应用及功能

车载GPS导航系统的应用及功能现代人对于GPS已经不是很陌生了，虽然GPS系统一开始是为军事目的而建立的，但很快在民用方面得到了极大的发展。把GPS用于车载导航来说，有不少人恐怕还只是听说过，没有实践过吧。GPS汽车应用系统的未来似乎是无可限量，技术进步带来的梦想也是没有止境的。GPS汽车系统为地球表面上每一块土地提供了一个全新的、瞬时可知的地址——这是对位置和距离制定的新的国际标准。应用在了解车载GPS之前大家应该知道车载GPS导航的结构和与车辆跟踪系统的区别。就目前的车载GPS系统终端通常由GPS模块、无线通信模块、报警控制模块、语音控制模块、显示模块和车载PC等几个部分组成： 1.GPS模块：安装到车辆上的小型装置，是GPS车载单元的一部分，用来接收卫星所传递的信息。 2.无线通信模块：通常采用车载无线电话、电台或移动数据终端（MDT）以完成信息交互功能。 3.报警控制模块：向监控中心网络发出报警讯号，通报车辆异常信息。 4.语音控制模块：完成声音控制及服务等功能。 5.显示模块：用来显示位置路况等视频图象信息，可选用LCD、CRT或TV显示。 6.车载PC：整合处理各功能模块，配合相应的软件，完成指定功能，如进行数据处理，计算出所在位置的经度，纬度，海拔，速度和时间等。由于使用环境的特殊性，作为系统核心的车载PC的必须体积小，集成度高，功耗低，处理能力强，操作简单便捷。目前车载PC较多的使用嵌入式操作系统，如WINDOWS CE 和嵌入式LINUX等。根据车辆使用的频繁性以及道路的复杂性的要求，它必须可靠性要高，且扩展性和兼容性要好． GPS车辆应用系统一般分为两大类：车辆跟踪系统和车辆导航系统。它们在功能上截然不同，一种是用于车辆的防盗，一种则是用于车辆的自主导航。由于“只接受，不发射”信号是GPS是接收系统的一大特点，所以用于防盗的GPS跟踪系统就是要借助通信网络以及政府配套系统给GPS车载防盗仪，提供收取使用费用的解决方案。而车载导航仪是通过接受卫星信号，配合电子地图数据，适时掌握自己的方位与目的地，自主导航的模式不收取任何使用费用，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。 GPS技术是利用GPS卫星信号接收的，可以24小时不间断地接收卫星发送的数据参数结算出接收的三维位置、三维方向以及运动速度和时间信息。车载导航仪是通过接受卫星信号，配合电子地图数据，适时掌握自己的方位与目的地，自主导航的模式不收取任何使用费用，用户可以根据自己的需要有选择的购买地图数据。当使用者把车载GPS安装在车上后，无论使用者身处哪个城市、城镇或是郊区，我们都能在转瞬之间找到一家餐馆或是最近的一家加油站。就我国目前已悄然兴起GPS专业玩家一族，他们大部分是户外运动和汽车越野爱好者。这些使用者还可以通过车载GPS了解车辆行使方向，这样就取代传统的高度计，还可以显示海拔高度等信息。通过GPS对卫星信号的接受计算，可以测算出行驶的具体速度。对于那些热爱户外运动，汽车越野爱好者来说GPS让他们再也不会为迷失方向而苦恼，因为GPS 导航仪可以让驾车者对行驶道路了如指掌。GPS导航仪还提供全程语音提示，驾车者无须观察显示界面就可能实现导航的全过程，使得行车更加安全舒适。但由于GPS车辆导航系统在中国市场刚刚起步，市场氛围不如GPS车辆跟踪系统成熟，但谁也不否认，这个方兴未艾的市场具有无限的升值潜力。随着中国汽车工业的发展，汽车

机器视觉在农业机器人自主导航系统中的研究进展

机器视觉在农业机器人自主导航系统中的研究进展姜国权，何晓兰，杜尚丰，柯杏（中国农业大学信息与电气工程学院，北京 100083）摘要：自主导航是移动机器人的关键技术。机器视觉由于信息量大和人性化特征，视觉导航已成为农业机器人获得导航信息的一种主要方式。为此，综合分析了目前国内外视觉导航技术的研究现状及其存在的问题；同时，探讨了研究中需要解决的关键技术。最后，展望了农业机器人视觉导航技术的发展趋势。关键词：自动控制技术；机器视觉；综述；农业机器人；自主导航；信息融合中图分类号：TP242.6+3 文献标识码：A 文章编号：1003─188X(2008)03─0009─03 0 引言在经历了沿犁沟、田垄、农作物秆的机械触杆导航、预理引导电缆的有线引导地磁导航、无线电或激光导航、用惯性导航进行航程推算等多种导航方式的发展过程后，目前对农业机器人的导航研究主要集中在机器视觉和GPS导航这两种最具发展前途的方式上[1,2]。与GPS导航系统相比，机器视觉导航有如下优点：一是采用相对坐标系，提供差值信号，使用起来比较灵活；二是视觉导航具有信息探测范围宽、目标信息完整等优势，它能够检测微小目标，如对沟、坑、杂草等都能“看见”，误差可达毫米级水平。 1 农业机器人的机器视觉导航方法 1) 人工路标方法。该方法采用白色标记线作为路标，敷设于机器人行走的地面上，机器人的视觉传感系统在行走过程中不断地监测标记线，并随时控制机器人的转向机构调整机器人的移动方向。该方法具有路径标识简单、可靠、成本低、柔性好和图像处理易于实现的优点；但对机器人的作业环境有很高的要求，一般用于地面条件良好的温室内。 2) 基于田间作物在空间排列的特征进行视觉定位导航方法。农业机器人可以根据田间作物的图像判断作物排列行与机器人的相对位置，规划出行走基准线；然后，利用两条道路边界平行的特点，求得图像上无限远处的点和机器人的自身位置及其行走方向。此类机器人已应用于喷洒除草剂和施肥等作业。 2 机器视觉导航国内外研究现状在具有行或垄等结构的农田中，运用机器视觉来进行农业机器人自主导航，最早可以追溯到20世纪80年代早期，那时相对低廉可靠的CCD图像传感器开始出现。20世纪90年代以来，随着计算机、微电子等相关技术的不断进步，一些复杂的图像处理和分析算法能够顺利实现，使得农业机器人视觉导航技术的研究迅速发展起来。 2.1 国外研究现状 1996年，日本京都大学的Torii等人[3，4]研制了一种具有定点作业能力的智能农药喷洒装置。其在HIS空间中，基于几条水平扫描线，结合直线最小二乘法识别出农田中作物行作为导航路径。这种方法利用作物和垄沟的色度差异来进行分割，当出现大面积杂草或作物缺失时，视觉系统将无法正确识别，同样也不能应付色度差异不大的其它农田环境。在导航控制中，针对视觉获取的横向偏差和航向偏差以及角位移传感器测出的导向轮转角等3个状态设计横向反馈控制。人工草坪标定实验中取得了最大横向误差为0.024m，航向角误差为1.5°；但农田实验时纵向速度较小，只有0.25m/s。美国Gerrish[5]等在Case7110拖拉机后轴的左侧安装了一个彩色CCD摄像机，离地面2.79m，仰俯角为15°。系统初始化时，由使用者首先选出代表作物和土壤的像素点，然后视觉系统根据初始信息进行自动识别，导航信息由图像中固定的某一点进行计算。在速度为12.9km/h和4.8km/h两种条件下，跟踪直线状的玉米行时，分别取得了均方差为12cm和6cm的导航精度。收稿日期：2007-06-06 基金项目：国家863计划课题（2006AA10A304）作者简介：姜国权（1969-）,男，河北唐山人，博士研究生，(E- mail)jguoquan@https://www.360docs.net/doc/9f12221973.html,。通讯作者：杜尚丰（1961-），男，辽宁锦州人，教授，博士生导师，(E-mail)du_grad_stud@https://www.360docs.net/doc/9f12221973.html,。 - 9 -

车载导航系统构架及应用分析

在车载系统中，除了行车操控息息相关的车体、传动及安全系统开始导入更多电子功能外，最充分利用电子技术的应用当是资通娱乐系统。这个结合资讯、通讯和娱乐的车载应用系统，正是电子技术进展最快速的三大领域，当它们被转移到汽车的市场时，也发展出独到的应用型式与技术。在这个领域出现的新名词为Telematics，它是是通讯和资讯的合成字，顾名思义，它意指整合通讯与资讯的新兴车载应用。在产品定位上，可以分为可携式设备(PortableDevice)和车装式设备(In-vehicle)两种，这两类设备又可依是否具备对外的通讯功能，再将Telematics的市场区隔分为四大块。 GPS导航定位在Telematics中具有关键性的地位，车载GPS系统除了可为驾驶提供导航资讯外，当它与无线通讯技术(如GPRS/3G)结合时，它能提供定位资讯给Telematics的服务供应商，如裕隆的TOBE、北美GM的OnStar，以及日系的Toyota、Honda、Nissan车厂。当

他们的服务中心收到个别车子的位置资讯后，就能够为车主提供道路救援、失车找回等服务。当然，计程车或公车、游览车也可运用GPS来发挥车队追踪及控管的功能。另一个与GPS息息相关的应用则与紧急救难有关。在美国有一项e911的计画，它要求手机中必须建置定位功能，以做为紧急状况通报之用；e911属于个人性的紧急救难策略，相较之下，欧盟则提出汽车驾驶紧急救难相关的eCall 计画，预定在2009年9月以后，欧盟全部的新车都要具有eCall的配备，此配备将结合碰撞侦测、GPS和行动通讯三大功能，在第一时间自动向泛欧统一的紧急电话号码112进行通报，除了车辆地理位置之外，eCall还设定可传送数据资料，以语音和资讯双重管道让112接线人员来判定合适的救援方式。 GPS在车载系统中已逐渐成为必备装置，而且不断发展出加值功能。本文将介绍车载GPS的系统设计架构、要领、天线设计及其他前瞻性的技术发展趋势。

手把手教你怎样安装车载导航仪地图

手把手教你怎样安装车载导航仪地图来源：今日头条编辑：袁春苗2014-04-23 10:14 浏览量：10330 教你如何安装车载导航仪地图地图安装步骤一、下载工具： “凯立德官方检测工具”(检测DVD导航仪的物理端口、波特率)、或车载专用GPS端口测试工具、“GPS空闲端口检测工具”、“GPS硬件系统检测工具”。二、准备一张TF卡。 4G卡，只能装一个地图; 8G卡，可能装两个地图; 16G卡，可能装四个地图; 32G卡，可能装多个个地图，或4个地图，外加音乐、视频等。三、将上述三个软件都复制到新的TF卡根目录下，

进入导航机设置—“导航路径设置”，指向、启动这个软件里的.EXE文件，可分别测得：导航仪的物理端口、波特率数值; 导航仪的空闲端口号; 导航仪的硬件系统情况，如：操作系统类别、CPU类型及频率、内存、屏幕分辨率等。四、依据本机系统情况，选取下载合适你机器的地图，“GPS之家”、“我爱GPS”论坛里，有很多破解的地图软件可下载。注：新卡重新安装，应该下载完整版或懒人包。而不是地图资源。五、将下载的地图压缩包解压缩，再其文件包复制到TF卡根目录下。修改端口号、波特率为：COM2(假若2为你的机器端口数字) ; 4800(假如你的机器波特率为4800) 以下都以COM2 ; 4800;的数值为例，来讲解。你则依据自己实际测得的数值为准。 A、凯立德：使用其内附的修改器具体步骤如下：第一步打开凯立德地图文件夹; 第二步打开“NaviResFile”文件夹看到“NaviConfig.dll”文件打开“凯立德端口修改器”，点修改器里的“读取”，读取成功后，修改端口成：COM2，速率：4800。再点“修改”按钮，再按“退出”按钮。在“NaviResFile”文件夹内会生成一个叫“NaviConfig-NEW.dll”文件。删除原“NaviConfig.dll”文件; 将“NaviConfig-NEW.dll”文件改名为：“NaviConfig.dll” “凯立德端口修改器”保留不删除。

军用车载导航系统国外发展现状

军用车载导航系统发展现状一、国外发展概况军用车载定位定向系统是在航空、航海惯导系统的基础上发展起来的，距今己有几十年的发展历史。20 世纪60 年代末，美国工程兵测绘研究所研制了第一台陆用惯性定位定向系统（Position and Azimuth Determination System，PADS）用于炮兵阵地联测，其定向精度为1 mil（RMS），水平位置精度为20 m（CEP），高程精度为10m（RMS）。随后，英国Ferranti公司的FILS系列、美国Honeywell公司的GEO-SPIN 系列、法国Sagem 公司的ULISS30、俄罗斯的И21等陆用惯导系统相继问世[19-21]。这一阶段的车载定位定向系统大多采用平台惯导，通过零速校正技术来抑制导航误差的累积趋势。 20世纪80年代，美国Honeywell公司研制出第一台激光陀螺捷联惯导系统：H-726方位位置系统（Modular Azimuth Position System, MAPS）[22]。随后，美国、英国、德国、法国、加拿大等国的多家公司研制生产了多种型号的陆用捷联式导航系统，配备在自行榴弹炮、炮兵观察车、测地车、侦察车和机动导弹发射架上。随着GPS系统的出现，后期的车载定位定向系统都具备SINS/GPS组合导航功能，这种组合形

式具有精度高、可靠性好、成本低、适应性强、快速反应性能好的特点。但是为了保证武器系统的自主导航能力，许多车载导航系统都可不依赖于GPS独立工作，通过里程仪（Odometer, OD）或测速仪（Velocity-Measuring System, VMS）辅助实现高精度定位定向。法国Sagem公司的SIGMA 30系列产品采用激光捷联惯导系统，专为炮兵需求设计，满足绝大多数炮兵装备的需求，如榴弹炮发射车、火箭炮发射车和迫击炮发射车等。在无GPS信息的条件下，SIGMA 30系列产品通过INS/VMS组合导航可以实现如表1-1所列的性能指标。美国Kearfott公司的KN-4050系列产品采用激光捷联惯导系统，可用于主战坦克、导弹发射车、无人驾驶车辆及雷达和无线电天线稳定。在无GPS信息的条件下，KN-4050 系列产品可以实现如表1-2所示的性能指标。

视觉导航技术综述

视觉导航技术综述唐超颖，杨忠，沈春林（南京航空航天大学自动化学院，江苏南京 210016）摘要：概述了视觉导航技术。视觉导航依据视觉图像，利用图像处理、计算机视觉、模型识别等相关技术获取运动体的运动信息和空间位置信息，实现导航。首先，简单比较了各种常用的导航方式，分析了视觉导航的研究意义；其次，总结了目前视觉导航的应用领域及应用概况；接着，介绍了局部视觉和分布式组合视觉两种导航方式的含义及应用情况；然后，分析、比较了目前视觉导航研究中的一些关键技术；最后，综合国内外视觉导航技术研究的现状及存在的问题，提出了进一步研究的方向与途径。关键词：视觉导航、移动机器人、智能车辆、三维重建、图像匹配、路径识别 0 引言导航是指运动体按照预先给定的任务命令，根据已知的地图信息做出全局路径规划，并在行进过程中，不断感知周围的局部环境信息，做出各种决策，随时调整自身的姿态与位置，引导自身安全行驶，直至目标位置。导航系统要解决的问题包括：一、空间位置、方向、环境信息的检测；二、所获信息的分析、处理及综合；三、运动路径规划。根据环境信息的完整程度、导航指示信号类型、导航地域等因素的不同，目前常见的导航方法有：惯性导航、电磁导航、卫星导航、激光导航、红外导航、无线电导航、视觉导航及各种方式的组合导航等。惯性导航利用加速度计与陀螺仪计算航程，推知当前位置和下一步目的地，不易受外界环境的影响，是目前的主要导航方法，但随着航程的增长，定位误差将会不断累加，导致定位精度下降[1]；电磁导航也称地下埋线导航，20世纪70年代迅速发展并广泛应用于柔性生产，其原理是在路径上连续埋设多条引导电缆，分别流过不同频率的电流，通过感应线圈对电流的检测来感知路径信息，该技术简单实用，但其成本高，改造和维护困难，且不适用于长距离导航[2]；卫星导航利用卫星发射无线电波到地面接收器的时间来推算地面接收器所在的经纬度，其中GPS是目前真正实用的一种卫星导航和定位系统，但其技术为美国所垄断，我国也正在致力于这方面的研究；激光和红外线定位由于可以达到很高的精度，近年也被广泛应用于导航领域，但激光导航需要向外界发射能量，不易隐身，红外导航易受日光影响，一般用于夜间导航；无线电导航方式中，角度到达定位和信号强度定位的精度不高，只能提供粗略的位置信息，抵达时间定位可以达到很高的精度，但是电波以光速传播，要达到米级精度，时间粒度需要纳秒级以上，且易受空中各种无线电波的干扰[3]。视觉导航是采用CCD 摄像头拍摄路面图像，运用机器视觉等相关技术识别路径，实现自动导航的一种新兴导航方法[3]。由于视觉导航通常采用被动工作方式，设备简单、成本低、经济性好、应用范围较广，在理论上具有最佳引导柔性，因此近年来发展非常迅速。文中后续部分将对视觉导航的应用领域、适用范围、关键技术等方面做出综合分析。基金项目：国家自然科学基金资助项目(60674100) 作者简介：唐超颖（1979-），女，江苏南京人，讲师，导航、制导与控制

基于机器视觉的智能导航机器人控制系统设计

基于机器视觉的智能导览机器人控制系统设计时间：2009-10-20 10:53:17 来源：国外电子元器件作者：张伟,鲁守银,谭林山东建筑大学 1 引言移动机器人是机器人学一个重要分支，且随着相关技术的迅速发展，它正向着智能化和多样化方向发展，应用广泛，几乎渗透所有领域。于春和采用激光雷达的方式检测道路边界，效果较好，但干扰信号很强时，就会影响检测效果。付梦印等提出以踢脚线为参考目标的导航方法，可提高视觉导航的实时性。这里采用视觉导航方式，机器人在基于结构化道路的环境下实现道路跟踪，目标点的停靠，以及导游解说，并取得较好的效果。 2 导览机器人简介导览机器人用在大型展览馆、博物馆或其他会展中心，引导参访者沿着固定路线参访，向参访者解说以及进行简单对话。因此导览机器人必须具有自主导航、路径规划、智能避障、目标点的停靠与定位、语音解说以及能与参访者进行简单对话等功能，并具有对外界环境快速反应和自适应能力。基于层次结构，导览机器人可分为：人工智能层、控制协调层和运动执行层。其中人工智能层主要利用CCD摄像头规划和自主导航机器人的路径，控制层协调完成多传感信息的融合，而运动执行层完成机器人行走。图1为智能导览机器人的总体结构框图。 3 导览机器人硬件设计 3．1 人工智能层硬件实现考虑到移动机器人控制系统要求处理速度快、方便外围设备扩展、体积和质量小等要求，因此上位机选用PC104系统，其软件用C语言编程。采用USB摄像头，采集机器人前方的视觉信息，为机器人视觉导航，路径规划提供依据。外设麦克和扬声器，当机器人到达目标点后，进行导览解说。 3．1．1 控制协调层的硬件实现机器人传感器的选取应取决于机器人的工作需要和应用特点。这里选用超声波传感器、红外传感器、电子罗盘及陀螺仪，采集机器人周围环境信息，为机器人避障、路径规划提供帮助。利用ARM处理平台，通过RS－485总线驱动电机，驱动机器人行走。

农用拖拉机自动导航驾驶系统播种实例

播种作为农田作业的重要环节之一，直接影响着后续的管理和产量。播种的成功取决于种子质量、种植环境和播种质量。就目前的条件而言，在保证种子本身质量的前提下，改善种植环境、提高播种质量就成了我们提高产量的关键。下面，我们一起去看看河北某合作社的土豆播种吧。图为作业区域土豆此类作物对播种要求较高，须在短短几天内将种植作业全部结束。在这种严酷的条件背景下，拖拉机驾驶员必须保证每日15小时以上的工作时间，如遇天气环境较差的年份，工作时间可能更长。驾驶员必须透支自己的精神力和体力，完成这些工作，一旦天黑，工作效率和效果将大打折扣。 2015年，该合作社引进了华测领航员NX100农机自动驾驶系统，并计划进行土豆播种作业。以下图片为您重现了现场: 1、北斗定位天线的安装将北斗小盘天线拧在吸盘上，用卷尺量取数据，将吸盘固定到车头或车顶中心。

天线的位置示意图 2、显示屏的安装将控制箱支臂一端连接显示屏固定架，另一端用燕尾钉固定到车体。显示屏的位置示意图 3、控制器的安装找一个空间足够且水平的位置安放控制器，NX100与车身水平角度相差不得大于30°NX100的安装方向为正面朝上且接口在前进方向的右边。

控制器的位置示意图 4、液压阀的安装制作一个L型的铁板，在拖拉机找一处合适位置，将铁板一面固定，将液压阀固定于另一面。液压阀的位置示意图 5、角度传感器的安装角度传感器安装：角度传感器必须固定死，不能有丝毫的松动；传感器旋转角度需要小于并尽量接近于90度；车辆打正时传感器数值需在±200以内；前轮向左右打死时角度传感器的杆不能接触到车辆任何部位以免影响车辆正常工作。

车载导航系统项目介绍

车载导航系统项目介绍 Modified by JEEP on December 26th, 2020.

车载导航系统项目介绍 ----北京华清远见科技有限公司 1、项目简介项目背景现在，随着GPS技术、多媒体应用、LCD显示技术的日趋成熟，汽车导航、防盗系统在高端汽车中已经是现实，而在普通汽车中实现，也是指日可待了。车载导航系统中包含了很多前卫、实用的技术，如：GPS应用技术、GPRS应用技术、GUI开发技术、多媒体功能应用技术、传感器技术、嵌入式操作系统应用开发技术、系统构建技术、驱动编写技术、数据库技术等等。学员通过项目的完成，对于巩固理论知识、拓展实用的项目经验都有很大的帮助。系统功能说明 ?定位功能 GPS通过接收卫星信号，可以准确地定出其所在的位置，位置误差小于10米。利用GPS，在地图上实时显示车辆当前位置； ?地图导航功能输入目标地点后，自动在地图上显示出行车路线；重假如用户因为不小心错过路口，没有走车载GPS导航系统推荐的最佳线路，新为用户设计一条回到主航线路线，或是为用户设计一条从新位置到终点的最佳线路。 ?语音导航功能

输入目标地点后，车辆只要遇到前方路口或者转弯，车载GPS语音系统提示用户转向等语音提示。 ?防盗功能通过发送gprs短信，可以返回车辆当前位置； ?娱乐功能播放U盘、SD卡中的MP3、MP4文件。 ?智能导航功能在短时间失去GPS信号时，可根据车内的加速度传感器、结合行车速度计算出行车情况。 ?增加兴趣点功能由于我国大部分城市都处于建设阶段，随时随地都有可能冒出新的建筑物，由此，电子地图的更新也成为众多消费者关心的问题。因此遇到一些电子地图上没有的目标点，只要你感兴趣或者认为有必要，可将该点或者新路线增加到地图上。 2、硬件需求