自适应动态导航定位

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出版者:测绘
作者:杨元喜
出品人:
页数:324
译者:
出版时间:2006-12
价格:48.00元
装帧:
isbn号码:9787503016615
丛书系列:
图书标签:
  • 专业
  • 自适应导航
  • 动态导航
  • 定位技术
  • 机器人导航
  • SLAM
  • 路径规划
  • 移动机器人
  • 自主导航
  • 传感器融合
  • 导航算法
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具体描述

《自适应动态导航定位》首先分析了函数模型误差补偿和随机模型误差补偿法;讨论了Kalman滤波的残差向量、新息向量及状态预报值残差向量的解析关系及协方差矩阵之间的关系;分析了基于新息向量、残差向量和状态预报值残差向量的自适应协方差估计存在的问题;对抗差滤波、Sage自适应滤波进行了综合比较与分析。创建了一套全新的动态自适应抗差滤波理论体系,研究了相应解的性质。构造了三段函数、两段函数和指数函数三种动态自适应因子;讨论了Sage滤波与自适应滤波组合的导航解算方法,基于方差分量估计的自适应滤波理论。构造了最优自适应滤波理论。建立了卫星轨道的自适应定轨理论与方法,提出了一种综合Sage滤波和自适应抗差滤波的新的轨道计算方法。最后对组合导航理论进行了探讨。

《自适应动态导航定位》可作为导航定位和大地测量专业高年级本科生与研究生的教材或参考书。也适合从事导航定位、卫星轨道测定等工程技术人员参考。

《智行无界:智能导航与定位系统前沿解析》 本书深入剖析了当前智能导航与定位技术的最新进展,旨在为相关领域的科研人员、工程师及技术爱好者提供一份详实的前沿知识指南。我们将目光聚焦于那些驱动现代导航系统向更智能、更灵活、更适应性方向发展的关键技术和核心理念。 第一部分:基础理论与演进脉络 在开启前沿探索之前,我们首先回顾了导航与定位技术的历史演进。从传统的星载定位系统(如GPS、GLONASS、Galileo、北斗),到惯性导航系统(INS)的原理与应用,再到它们融合的优势,都进行了细致的梳理。我们将解释这些基础技术的运作机制,包括信号传播、误差来源、校正方法,以及它们各自的局限性,为理解后续的高级技术奠定坚实的理论基础。 第二部分:感知与融合的革新 现代智能导航系统不再仅仅依赖单一的定位源,而是通过多源信息的融合来提升精度、鲁棒性和可用性。本部分将重点探讨: 环境感知技术: 详细介绍激光雷达(LiDAR)、视觉传感器(摄像头、深度相机)、毫米波雷达等在环境几何特征提取、障碍物检测、语义信息识别等方面的最新应用。我们将分析不同传感器的技术优势、劣势以及在不同场景下的适用性。 多传感器融合算法: 深入讲解卡尔曼滤波(KF)、扩展卡尔曼滤波(EKF)、无迹卡尔曼滤波(UKF)等经典滤波方法在状态估计中的应用。同时,我们将重点介绍图优化(Graph Optimization)框架,如SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)中的因子图(Factor Graph)优化,以及如何将多种传感器数据(如IMU、视觉、LiDAR、轮速计)有效整合,实现更精准、连续的定位。 视觉里程计(Visual Odometry, VO)与视觉SLAM: 详细阐述基于特征点的VO、基于直接法的VO,以及它们在构建稀疏或稠密地图过程中的协同作用。我们将深入研究视觉SLAM在闭环检测、重定位、地图维护等方面的技术挑战与解决方案。 LiDAR SLAM: 分析基于点云配准(如ICP, NDT)的LiDAR SLAM方法,探讨其在无纹理环境和弱光条件下的优势,以及如何利用点云数据构建高精度地图。 融合策略的深度探讨: 除了传统的传感器融合,我们还将介绍基于机器学习的融合方法,例如使用神经网络进行传感器数据校准和状态预测,以及如何构建端到端的融合模型。 第三部分:适应性与场景理解 智能导航系统的核心在于其“智”——即理解环境并做出智能响应的能力。本部分将聚焦于提升系统的适应性和环境理解能力: 情境感知定位(Context-Aware Localization): 探讨如何利用环境信息(如室内地图、地标、Wi-Fi信号、蓝牙信标、UWB)来辅助和约束定位过程,尤其是在GPS信号受限的室内或城市峡谷环境中。我们将分析基于匹配(Map Matching)和基于场景识别(Scene Recognition)的定位技术。 动态环境下的鲁棒性: 详细分析移动目标(行人、车辆、动态障碍物)对定位系统造成的挑战,以及如何通过目标跟踪、运动预测、动态地图更新等技术来提高系统的鲁棒性。我们将介绍一些利用场景流(Scene Flow)和语义信息来处理动态环境的方法。 学习型定位(Learning-based Localization): 介绍如何利用深度学习技术来直接从传感器数据中学习定位模型,例如基于卷积神经网络(CNN)的图像定位,以及结合循环神经网络(RNN)的序列定位。我们将讨论如何通过大规模数据集训练,使定位系统能够学习到更复杂的场景特征和运动模式。 可解释性与可靠性: 随着导航系统在关键领域的应用日益广泛,其可解释性(Explainable AI, XAI)和可靠性变得尤为重要。我们将探讨如何评估定位结果的不确定性,如何设计能够提供决策依据的系统,以及如何通过冗余设计和故障检测来保障系统的安全性。 第四部分:前沿应用与未来展望 本部分将展示智能导航与定位技术在各个领域的广泛应用,并对未来的发展趋势进行展望: 自动驾驶汽车: 探讨高精度定位在自动驾驶中的关键作用,包括路径规划、车辆控制、高精地图的实时更新与匹配。 机器人技术: 分析SLAM技术在自主移动机器人(AMR)、无人机(UAV)导航中的核心地位,以及它们在仓库、工厂、户外等场景的应用。 增强现实(AR)与虚拟现实(VR): 阐述精确的空间感知和追踪技术如何支撑沉浸式的AR/VR体验,实现虚拟内容与现实世界的无缝融合。 智能交通系统(ITS): 讨论定位技术如何支持交通流量监测、车辆轨迹分析、交通信号优化等。 未来趋势: 展望下一代导航定位技术,如基于AI的预测性导航、量子导航、生物识别导航、分布式导航系统等,以及它们可能带来的变革。 《智行无界:智能导航与定位系统前沿解析》力求为读者提供一个全面、深入且聚焦于前沿的视角,理解并把握智能导航与定位技术的最新脉动。我们相信,通过对这些技术的深入研究与掌握,将能有力推动相关产业的创新与发展。

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读后感

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用户评价

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从文献综述的角度来看,导航定位领域的研究已经非常细分,要想写出一本能够自圆其说且具有前瞻性的著作,难度极高。《自适应动态导航定位》这个标题暗示了一种超越静态定位的范式转变。我非常好奇作者是如何定义和量化“动态性”的,它仅仅指代载体的运动速度和加速度,还是包含了环境的结构变化(如可移动障碍物、地形改变)?如果作者能够构建一个统一的数学模型,将载体运动模型和环境变化模型耦合起来,并提出一种能够实时辨识环境参数并调整定位算法增益的机制,那这本书的理论深度将是革命性的。我尤其关注其在多智能体系统中的应用潜力,例如,多无人机如何通过相互观测和信息共享,实现比单体系统更快速、更鲁棒的环境建模和导航。期望本书能够提供一套严谨的数学推导,支撑起其“自适应”的核心论点,而非仅仅是概念上的堆砌。

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这本新近出版的《自适应动态导航定位》似乎在技术前沿领域投下了一颗深水炸弹,尽管我还没来得及翻阅它的内页,但光看书名所蕴含的潜力,就足以让我对它产生浓厚的兴趣和高度的期待。从“自适应”和“动态”这两个关键词的组合来看,这本书很可能深入探讨了系统如何实时感知环境变化、调整自身策略,从而实现最优路径规划和精确位置估计的复杂机制。我猜想,它不仅仅是传统导航理论的简单复述,更可能融入了最新的机器学习、传感器融合甚至是量子计算的思维模型,来解决当下自动驾驶、无人机编队乃至深空探测中遇到的非线性、不确定性难题。例如,书中或许会详细阐述如何构建一个能有效处理多源异构数据(如激光雷达、视觉、惯性测量单元)的概率框架,用以在城市峡谷、水下环境或强电磁干扰区域维持亚米级甚至厘米级的定位精度。如果它能提供一套清晰、可落地的算法验证流程和性能评估标准,那对于工程实践者而言,无疑将是一本不可多得的“实战宝典”。我更期待看到作者在系统鲁棒性和安全性设计上的独到见解,毕竟,在关键任务系统中,导航的可靠性是高于一切的基石。

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当我看到《自适应动态导航定位》这个书名时,我立刻联想到过去几年在地理信息系统(GIS)和高精度测绘领域所经历的痛点——如何保证设备在快速移动和复杂电磁环境下长时间保持一致的定位精度。我期待这本书能够解决一些长期困扰业界的“灰色地带”问题。例如,如何设计一个能够在GPS信号完全丢失(如室内或城市中心)时,平滑、无缝地切换到惯性导航(INS)或地磁匹配的切换算法。这种切换过程本身就应该是“自适应”的,即系统应能自动判断何时切换、切换到何种辅助传感器、以及如何补偿切换瞬间的误差。如果书中能提供关于“上下文感知导航”的讨论,即系统能根据任务类型(例如,是追求精度还是追求速度)动态调整定位模型的复杂度,那就更棒了。我希望这本书能提供一种“系统工程”的视角,将算法、硬件接口、实时操作系统间的交互关系清晰地描绘出来,为实际系统集成提供蓝图。

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我最近一直在追踪关于复杂系统控制理论的最新进展,而《自适应动态导航定位》这个书名,恰好击中了我的研究兴趣点。我个人非常关注那些能够从“预设模型”向“学习驱动”转变的研究方向。如果这本书的内容如我所想,它必然会对基于模型预测控制(MPC)的演化和替代方案进行深入剖析。我好奇它是否突破了传统卡尔曼滤波及其变种的局限性,转而采用了诸如粒子滤波、扩展信息滤波,甚至更具颠覆性的深度强化学习(DRL)方法来处理高维状态空间中的动态不确定性。一个真正具有价值的论述,应该能清晰地勾勒出不同算法在计算复杂度、收敛速度和环境适应性之间的权衡取舍。对于那些试图设计下一代自主移动机器人或高精度测绘系统的研究人员来说,这本书或许能提供一套全新的、超越当前主流范式的理论框架,指导我们在面对未知环境时,如何设计出既高效又具备自我修正能力的导航策略,而非仅仅依赖于预先绘制的地图数据。这本书的价值,或许就在于它对“动态”二字的哲学式解构与工程化实现。

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坦白地说,我对这类偏向于硬核技术的书籍一向抱持着审慎的态度,因为很多理论往往停留在PPT层面,缺乏实际可操作性。但《自适应动态导航定位》这个名字,却让我隐约感受到了作者对工程落地性的执着。我希望能在这本书里找到关于异构传感器融合的最新实践,特别是那些关于时间同步和空间标定的细节。比如,作者是否探讨了在边缘计算设备上实现实时、低延迟的导航解算所面临的功耗和散热挑战?再比如,在纯视觉导航(Visual Odometry/SLAM)中,如何通过引入自适应机制来有效抵抗光照突变、纹理缺失或动态遮挡带来的漂移问题?我特别关注那些关于“鲁棒性”和“故障容错”的章节,因为一个真正“自适应”的系统,必须能在传感器部分失效或数据质量严重下降时,依然能保持对自身状态的合理估计,并及时发出预警。如果这本书能给出一些详尽的案例研究,对比不同自适应策略在真实世界复杂场景中的表现,那它的参考价值将无可估量。

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