多傳感器信息融合的列車測(cè)速定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究.pdf

1、本文首先簡(jiǎn)述了列車測(cè)速定位技術(shù)及其發(fā)展，多傳感器信息融合的優(yōu)勢(shì)，并介紹了國(guó)外基于多傳感器融合的列車測(cè)速定位的研究情況。在此基礎(chǔ)上，利用虛擬儀器開發(fā)工具LabVIEW，自行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了多傳感器信息融合研究的列車測(cè)速定位軟硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并通過(guò)試驗(yàn)證明了該平臺(tái)具有良好的性能。 基于硬件和信息冗余的原則，本文提出了采用慣性測(cè)量單元、電子羅盤、陀螺儀、GPS衛(wèi)星接收機(jī)以及里程計(jì)作為列車測(cè)速定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的傳感器組合。根據(jù)傳感器的體積和接口等

2、特性，選用了適當(dāng)?shù)谋銛y式機(jī)箱和工控機(jī)，完成了機(jī)箱內(nèi)傳感器的合理布局和接口設(shè)計(jì)。在硬件的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，采用了兩套電源的供電模式，并考慮了硬件抗干擾的問(wèn)題。 根據(jù)試驗(yàn)需要，本文利用虛擬儀器設(shè)計(jì)軟件LabVIEW等實(shí)現(xiàn)了該測(cè)速定位實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟件功能。利用LabVIEW的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了良好的人機(jī)操作界面。為給多傳感器融合的列車測(cè)速定位研究提供必要的可靠數(shù)據(jù)，本文利用LabVIEW的相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)預(yù)處理功能，包括數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采

3、集、同步顯示、完整存儲(chǔ)等。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)中，為便于后續(xù)研究對(duì)數(shù)據(jù)的比較分析，我們定義了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式，并設(shè)計(jì)了時(shí)間戳標(biāo)識(shí)。最后基于MATLAB進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和LabVIEW設(shè)計(jì)人機(jī)界面的兩大優(yōu)勢(shì)，利用LabVIEW與MATLAB的接口，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)后處理模塊設(shè)計(jì)以及卡爾曼濾波融合的簡(jiǎn)單研究。 在完成測(cè)速定位軟硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，本文針對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的性能以及傳感器工作狀況進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，改進(jìn)并提高了軟硬件平臺(tái)的性能。文中通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間定