第1章 緒論 1.1 課題研究背景及意義 1.2 國內(nèi)外激光雷達(dá)／慣性組合導(dǎo)航的研究現(xiàn)狀 1.2.1 國外激光雷達(dá)輔助導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀 1.2.2 國內(nèi)激光雷達(dá)輔助導(dǎo)航技術(shù)研究現(xiàn)狀 1.3 基于特征量測的激光雷達(dá)／慣性組合導(dǎo)航系統(tǒng)基本問題分析 1.3.1 基本問題分析 1.3.2 點云特征提取 1.3.3 激光雷達(dá)／慣性系統(tǒng)的量測一致性 1.3.4 基于地標(biāo)觀測的組合導(dǎo)航狀態(tài)估計 1.4 本書的研究內(nèi)容、組織結(jié)構(gòu)和主要貢獻(xiàn) 1.4.1 研究內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu) 1.4.2 本書的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新點 第2章 基于地標(biāo)觀測的激光雷達(dá)／慣性組合導(dǎo)航算法模型 2.1 激光雷達(dá)測量 2.1.1 激光測距、掃描系統(tǒng) 2.1.2 激光雷達(dá)／慣性組合系統(tǒng)空間測量幾何模型 2.2 基于地標(biāo)特征觀測的組合導(dǎo)航模型 2.2.1 系統(tǒng)狀態(tài)方程 2.2.2 點特征條件下的觀測方程 2.2.3 線特征條件下的觀測方程 2.2.4 面特征條件下的觀測方程 2.3 地固坐標(biāo)系中組合導(dǎo)航線性化濾波模型 2.3.1 地固坐標(biāo)系中的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航誤差模型 2.3.2 地固坐標(biāo)系中的線性化地標(biāo)觀測方程 2.4 組合導(dǎo)航地標(biāo)觀測的測量誤差分析 2.4.1 激光雷達(dá)／慣性組合系統(tǒng)的測量誤差源及對組合導(dǎo)航影響 2.4.2 掃描歸化問題及其對組合導(dǎo)航影響 2.5 本章小結(jié) 第3章 基于一致性優(yōu)化的點云特征提取 3.1 基于空間一致分割的參數(shù)化特征提取算法 3.1.1 基于三維Hough變換的全局特征提取 3.1.2 三維Hough變換的空間一致性問題 3.1.3 基于對偶空間分割設(shè)計的三維Hough變換 3.1.4 實驗驗證與分析 3.2 多尺度一致的點云局部特征提取 3.2.1 多尺度理論基礎(chǔ) 3.2.2 基于幾何流的多尺度特征提取算法 3.2.3 實驗驗證與分析 3.3 本章小結(jié) 第4章 激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的量測一致性問題研究 4.1 激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定幾何模型和量測方程 4.1.1 激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的標(biāo)定幾何模型及參考選擇 4.1.2 基于控制點量測的標(biāo)定方程 4.1.3 基于小角度假設(shè)的平差法標(biāo)定 4.2 基于控制點量測的最優(yōu)標(biāo)定算法 4.2.1 控制點量測修正策略 4.2.2 基于向量觀測的標(biāo)定算法 4.3 實驗驗證與比較 4.3.1 實驗基本情況 4.3.2 實驗結(jié)果分析 4.4 本章小結(jié) 第5章 激光雷達(dá)／慣性組合導(dǎo)航可觀性分析 5.1 可觀性概念 5.2 地標(biāo)觀測下激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航可觀性分析 5.2.1 系統(tǒng)模型及地標(biāo)觀測分析 5.2.2 點地標(biāo)觀測下激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航的可觀性分析 5.2.3 線、面特征地標(biāo)觀測下激光雷達(dá)／慣性導(dǎo)航的可觀性分析 5.3 實驗驗證與分析 5.3.1 高精度慣導(dǎo)條件下的組合導(dǎo)航仿真實驗 5.3.2 低精度慣導(dǎo)條件下的組合導(dǎo)航仿真實驗 5.3.3 實際數(shù)據(jù)驗證與分析 5.4 本章小結(jié) 第6章 基于絕對／相對地標(biāo)混合觀測的全局狀態(tài)估計 6.1 基于絕對／相對地標(biāo)混合觀測的組合導(dǎo)航算法 6.1.1 絕對／相對地標(biāo)混合觀測組合導(dǎo)航的基本思想 6.1.2 導(dǎo)航參數(shù)和相對地標(biāo)聯(lián)合狀態(tài)估計 6.2 混合觀測條件下系統(tǒng)狀態(tài)收斂性分析 6.2.1 相對地標(biāo)的位置收斂性 6.2.2 混合觀測條件下導(dǎo)航參數(shù)的收斂性分析 6.3 混合地標(biāo)觀測組合導(dǎo)航系統(tǒng)實驗與分析 6.3.1 實驗方案 6.3.2 實驗結(jié)果與分析比較 6.4 本章小結(jié) 第7章 結(jié)論與展望 7.1 本書總結(jié) 7.2 研究展望 附錄A 坐標(biāo)系定義及地球模型參數(shù) A.1 常用坐標(biāo)系的定義 A.2 常用坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換 A.3 地球模型參數(shù) 附錄B 矩陣求逆公式 附錄C 幾種典型全三維掃描激光雷達(dá) 參考文獻(xiàn)