题目：车辆组合导航系统设计及评估方法研究

围绕车辆组合导航与控制研究的需求，本文设计了车辆自主定位与控制系统，从硬件系统的设计到软件功能的实现，从控制方法的应用到导航算法的研究，该系统为车辆组合导航与控制提供了研究平台。

实现了完整的硬件功能需求。设计了电源电路，为整个系统提供稳定的工作电压；充分利用Cortex-M3CPU硬件资源进行优化设计，实现了4路码盘输入、4路超声波测距输入、IMU数据输入和4路电机PWM控制输出等；自行设计了多路全桥电机控制器；硬件设计具有良好的可扩展性。

本文采用增量PID的控制方法，设计了两层PID方案。底层完成车辆的速度反馈控制，车辆能快速稳定在所设定的速度上；顶层完成车辆的轨迹控制和纠偏控制。通过实验验证了控制算法的有效性与合理性。

针对低成本导航元件精度差的问题，建立了不同的误差模型，完成了元件标定与评估。采用最小二乘方法结合里程计模型对车辆码盘进行了标定，对MIMU传感器数据进行了滤波、标定和校准，为提高导航精度奠定了良好的基础。

设计了合理有效的数据采集与组合解算逻辑，实现了车辆的有效自主导航控制。采用航位推算方法，利用捷联姿态算法可以得到车辆的姿态航向，将三轴加速度获得的倾角与捷联解算获得的倾角进行融合，结合磁罗盘数据获得车辆的绝对航向。利用航向角信息和里程计信息得到车辆的位置信息。

进行了实际跑车实验，对原始数据进行了离线计算，结果和实际行走路径一致性较好。系统性能基本达到了预期设计的目标。