智能交通卫星导航论文提纲

论文题目：基于ROS平台的北斗智能车定位导航技术研究

摘要：随着全球卫星导航定位系统的不断发展,卫星导航定位技术在交通等领域得到了广泛应用。目前,我国自主研发的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System,BDS）全球组网即将建成,北斗卫星导航系统提供的导航、定位和授时服务在无人系统、智能车等应用领域将发挥更加重要的作用。本文对基于机器人操作系统（Robot Operating System,ROS）平台的北斗智能车导航定位技术进行研究。在研究北斗智能车差分定位技术的基础上,利用ROS平台构建了北斗智能车定位导航系统。本文具体研究工作如下:首先,详细阐述了北斗卫星导航系统定位原理。在此基础上,研究了北斗差分定位技术,研究了北斗卫星导航/惯性导航（Inertial Navigation System,INS）的组合导航定位技术和卡尔曼滤波算法,研究了同步定位与地图构建技术（Simultaneous Localization And Mapping,SLAM）。其次,在阐述ROS平台的基础上,研究了 ROS系统以及ROS开发环境的搭建,并详细设计了北斗智能车的硬件系统,给出了基于ROS平台的北斗智能车软件系统设计,研究了北斗定位、INS以及激光雷达的数据处理方法。最后,利用Matlab对BDS/INS组合导航定位算法进行仿真验证,对比了组合定位和单系统定位的性能;对激光雷达扫描获取的数据进行处理和误差分析;通过北斗卫星导航定位实际数据对智能车北斗差分定位进行实验验证和性能分析;并采用基于扩展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）的SLAM算法建立实验室环境真实场景地图。文中的研究结果对北斗智能车相关技术研究具有一定的借鉴意义。

关键词：智能车;ROS平台;北斗卫星导航系统;组合导航;同步定位与地图构建

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 课题国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

1.2.2 国外研究现状

1.3 论文结构安排

第2章 智能车导航定位技术

2.1 北斗卫星导航系统定位原理

2.1.1 北斗卫星导航系统构成

2.1.2 北斗卫星导航定位原理

2.2 北斗智能车差分定位技术

2.2.1 伪距差分定位技术

2.2.2 载波相位差分定位技术

2.3 BDS/INS组合导航系统定位技术

2.3.1 离散型卡尔曼滤波器

2.3.2 状态量和量测量的选取

2.4 同步定位与地图构建技术

2.5 本章小结

第3章 机器人操作系统ROS平台搭建

3.1 ROS系统简介

3.2 ROS开发环境

3.2.1 安装ROS

3.2.2 搭建ROS开发环境

3.3 ROS构成及消息通信方式

3.3.1 ROS构成要素

3.3.2 消息通信方式

3.4 本章小结

第4章 北斗智能车系统设计

4.1 北斗智能车系统概述

4.2 北斗智能车系统硬件设计

4.2.1 北斗智能车控制器

4.2.2 北斗智能车定位模块

4.2.3 北斗智能车激光雷达

4.2.4 北斗智能车电机驱动

4.3 北斗智能车系统软件设计

4.3.1 BDS数据读取

4.3.2 INS数据读取

4.3.3 ROS与激光雷达数据通信

4.4 本章小结

第5章 北斗智能车系统导航定位算法仿真与实验测试

5.1 BDS/INS组合导航定位算法验证与结果分析

5.1.1 BDS定位解算

5.1.2 INS定位解算

5.1.3 BDS/INS组合导航定位解算

5.2 激光雷达算法验证与结果分析

5.3 北斗差分定位实验测试与结果分析

5.4 SLAM实验测试与结果分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

致谢