多傳感器信息融合的列車測速定位實驗平臺的研究.pdf

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

2、特性，選用了適當?shù)谋銛y式機箱和工控機，完成了機箱內(nèi)傳感器的合理布局和接口設(shè)計。在硬件的實現(xiàn)過程中，采用了兩套電源的供電模式，并考慮了硬件抗干擾的問題。 根據(jù)試驗需要，本文利用虛擬儀器設(shè)計軟件LabVIEW等實現(xiàn)了該測速定位實驗平臺的軟件功能。利用LabVIEW的優(yōu)勢，設(shè)計了良好的人機操作界面。為給多傳感器融合的列車測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)實現(xiàn)了軟件實驗平臺的數(shù)據(jù)預(yù)處理功能，包括數(shù)據(jù)的實時采

3、集、同步顯示、完整存儲等。在數(shù)據(jù)存儲設(shè)計中，為便于后續(xù)研究對數(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)計了時間戳標識。最后基于MATLAB進行數(shù)據(jù)處理和LabVIEW設(shè)計人機界面的兩大優(yōu)勢，利用LabVIEW與MATLAB的接口，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)后處理模塊設(shè)計以及卡爾曼濾波融合的簡單研究。 在完成測速定位軟硬件平臺的基礎(chǔ)上，本文針對實驗平臺的性能以及傳感器工作狀況進行了大量的試驗，改進并提高了軟硬件平臺的性能。文中通過長時間定