Global Positioning System (GPS): A Low-Cost Velocity Sensor for Correcting Inertial Sensor Errors on Ground Vehicles / Bevly, David M. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 2 (Juin 2004)  

Public ISBD [article]  inTransactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 2 (Juin 2004) . - 255-264 p. Titre : Global Positioning System (GPS): A Low-Cost Velocity Sensor for Correcting Inertial Sensor Errors on Ground Vehicles Titre original : Système de Positionnement Global (GPS) : Une Sonde de Vitesse de Bas-Coût pour Corriger des Erreurs de Sonde à Inertie sur les Véhicules Moulus Type de document : texte imprimé Auteurs : Bevly, David M., Auteur Année de publication : 2006 Article en page(s) : 255-264 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Récepteur global standard Système de positionnement Vitesse GPS Glissade Roulement Angle lancement Estimateur cinématique Filtre Kalman Sonde à inertie combiné Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper demonstrates the ability of a standard low-cost Global Positioning System (GPS) receiver to reduce errors inherent in low-cost accelerometers and rate gyroscopes used on ground vehicles. Specifically GPS velocity is used to obtain vehicle course, velocity, and road grade, as well as to correct inertial sensors errors, providing accurate longitudinal and lateral acceleration, and pitch, roll, and yaw angular velocities. Additionally, it is shown that transient changes in sideslip (or lateral velocity), roll, and pitch angles can be measured. The method utilizes GPS velocity measurements to determine the inertial sensor errors using a kinematic Kalman Filter estimator. Simple models of the inertial sensors, which take into account the sensor noise and bias drift properties, are developed and used to design the estimator. Based on the characteristics of low-cost GPS receivers and IMU sensors, this paper presents the achievable performance of the combined system using the covariance analysis from the Kalman filter. Subsequent simulations and experiments validate both the error analysis and the methodology for utilizing GPS as a velocity sensor for correcting low-cost inertial sensor errors and providing critical vehicle state measurements. Cet article démontre la capacité d'un récepteur global standard du système de positionnement à prix réduit (GPS) de réduire des erreurs inhérentes dans les accéléromètres peu coûteux et des gyroscopes de taux utilisés sur les véhicules moulus. Spécifiquement la vitesse de GPS est employée pour obtenir le cours de véhicule, la vitesse, et la catégorie de route, comme pour corriger des erreurs de sondes à inertie, fournissant l'accélération, et le lancement longitudinaux et latéraux précis, roulement, et embarde des vitesses angulaires. En plus, on lui montre que la coupure change dans la glissade (ou la vitesse latérale), roulement, et des angles de lancement peut être mesuré. La méthode utilise des mesures de vitesse de GPS pour déterminer les erreurs de sonde à inertie à l'aide d'un estimateur cinématique de filtre de Kalman. Des modèles simples des sondes à inertie, qui tiennent compte du bruit de sonde et des propriétés polarisées de dérive, sont développés et employés pour concevoir l'estimateur. Basé sur les caractéristiques des récepteurs peu coûteux de GPS et des sondes d'IMU, cet article présente l'exécution réalisable du système combiné en utilisant l'analyse de covariance du filtre de Kalman. Les simulations et les expériences suivantes valident l'analyse d'erreur et la méthodologie pour utiliser le GPS comme sonde de vitesse pour corriger des erreurs de sonde à inertie à prix réduit et fournir des mesures critiques d'état de véhicule. En ligne : dmbevly@eng.auburn.edu [article] Global Positioning System (GPS): A Low-Cost Velocity Sensor for Correcting Inertial Sensor Errors on Ground Vehicles = Système de Positionnement Global (GPS) : Une Sonde de Vitesse de Bas-Coût pour Corriger des Erreurs de Sonde à Inertie sur les Véhicules Moulus [texte imprimé] / Bevly, David M., Auteur . - 2006 . - 255-264 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 2 (Juin 2004) . - 255-264 p. Mots-clés : Récepteur global standard Système de positionnement Vitesse GPS Glissade Roulement Angle lancement Estimateur cinématique Filtre Kalman Sonde à inertie combiné Index. décimale : 629.8 Résumé : This paper demonstrates the ability of a standard low-cost Global Positioning System (GPS) receiver to reduce errors inherent in low-cost accelerometers and rate gyroscopes used on ground vehicles. Specifically GPS velocity is used to obtain vehicle course, velocity, and road grade, as well as to correct inertial sensors errors, providing accurate longitudinal and lateral acceleration, and pitch, roll, and yaw angular velocities. Additionally, it is shown that transient changes in sideslip (or lateral velocity), roll, and pitch angles can be measured. The method utilizes GPS velocity measurements to determine the inertial sensor errors using a kinematic Kalman Filter estimator. Simple models of the inertial sensors, which take into account the sensor noise and bias drift properties, are developed and used to design the estimator. Based on the characteristics of low-cost GPS receivers and IMU sensors, this paper presents the achievable performance of the combined system using the covariance analysis from the Kalman filter. Subsequent simulations and experiments validate both the error analysis and the methodology for utilizing GPS as a velocity sensor for correcting low-cost inertial sensor errors and providing critical vehicle state measurements. Cet article démontre la capacité d'un récepteur global standard du système de positionnement à prix réduit (GPS) de réduire des erreurs inhérentes dans les accéléromètres peu coûteux et des gyroscopes de taux utilisés sur les véhicules moulus. Spécifiquement la vitesse de GPS est employée pour obtenir le cours de véhicule, la vitesse, et la catégorie de route, comme pour corriger des erreurs de sondes à inertie, fournissant l'accélération, et le lancement longitudinaux et latéraux précis, roulement, et embarde des vitesses angulaires. En plus, on lui montre que la coupure change dans la glissade (ou la vitesse latérale), roulement, et des angles de lancement peut être mesuré. La méthode utilise des mesures de vitesse de GPS pour déterminer les erreurs de sonde à inertie à l'aide d'un estimateur cinématique de filtre de Kalman. Des modèles simples des sondes à inertie, qui tiennent compte du bruit de sonde et des propriétés polarisées de dérive, sont développés et employés pour concevoir l'estimateur. Basé sur les caractéristiques des récepteurs peu coûteux de GPS et des sondes d'IMU, cet article présente l'exécution réalisable du système combiné en utilisant l'analyse de covariance du filtre de Kalman. Les simulations et les expériences suivantes valident l'analyse d'erreur et la méthodologie pour utiliser le GPS comme sonde de vitesse pour corriger des erreurs de sonde à inertie à prix réduit et fournir des mesures critiques d'état de véhicule. En ligne : dmbevly@eng.auburn.edu

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