成果简介：项目在多导航系统兼容、高精度数据仿真、高动态高精度射频信号生成等技术方面取得了突破性的进展，并设计研发了国际国内领先的多体制高性能卫星导航模拟设备。其实现了BD-2（一期，二期）、GPS、GLONASS以及Galileo四个导航系统共22个频点导航信号的高精度仿真。 项目来源：国家十二五重点项目 技术领域：信息技术/先进制造技术/地球观测与导航技术等 应用范围：潜在合作领域 现状特点：国内先进 技术创新：高动态高精度中

成果提出了面向实际运营需求的智能驾驶导航控制方法，突破了车辆跟踪控制强依赖于模型的技术瓶颈，提升了大惯性车辆系统的跟踪控制品质，为智能驾驶导航控制技术应用提供理论依据。 提出了一种大惯性电动客车的智能驾驶横纵向解耦控制方法，提升了大惯性客车无人驾驶环境下跟踪期望轨迹的控制精度，优化了控制结构，有效克服了其大惯性和滞后性，改善了大惯性无人驾驶客车控制的响应速度和跟踪效果；提出了一种基于前后轴融合参考的自主招车导航及控制方法，增加了对长轴距车辆的精准控制，提高了车辆导航控制的精度。

针对矿井恶劣环境中绝对定位信息缺失，利用多源融合感知技术，构建可行驶区域两侧边缘，利用中心参考轨迹种子点生成拟合跟踪轨迹。建立势场态势图，实现智能矿用掘进机井下动态避障，并设计了自适应变参数的轨迹跟踪导航控制方法，突破了智能矿用掘进机矿井下自主导航规划的技术瓶颈。 提供了一种矿井下智能驾驶的局部路径规划方法及系统，自适应调整轨迹，实现路口前矿车的横向校正，保证矿车安全的通过路口，提高下无人矿车在分岔路口的安全性；提供了一种智能掘进机横向优化控制方法及系统，在粉尘碎石恶劣环境下，并缺乏绝对定位信息时，实现智能矿用掘进机井下精确横向轨迹跟踪控制技术；提供了一种智能驾驶的自底向上平滑轨迹生成方法及系统，保证在直线路线参考点处于道路中间，在弯道路段参考点处于弯道内侧，提高掘进机行驶过程中的安全性。

心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 心血管微创手术磁导航技术是指手术者通过计算机远程控制系统操作由两个半球形的永久磁体和推进系统组成的设备，利用磁场来引导导管行进的方向，从而对一系列复杂多变、危险系数大、常规介入手术方法失败的多种心脏病变进行介入治疗的一项新技术。国内外多项病例报告显示，该技术不仅能够减少术者和患者的X射线暴露时间，而且能够提高各种介入手术的成功率，扩大了介入手术的适应病症范围，同时减少了手术带来的负面影响及潜在的风险。 由于磁导航系统价格昂贵，一个配备有磁导航系统的电生理导管室的造价是常规电生理导管室的3倍左右，这是磁导航系统在国内普及遇到障碍的原因之一。此外，传统的磁导航技术中，实现一个磁场坐标的定位需要同时使用三个单轴磁场传感器，且传感器与计算机通过有线连接，这种方案限制了磁导航的定位精度，同时也增加了手术的难度。因此，如何对现有磁导航技术进行技术创新，使其成本降低的同时还能让手术更加精准，过程更加简单，是未来国内磁导航需要攻克的难题。 图1 单器件实现三维磁传感原理 图2 系统框图 三、技术优势 本成果提出的磁导航技术方案中，一个磁场传感器便可以实现三个方向的磁场感知，具有高的空间分辨率和集成度，极大地缩减附有传感器端的导管尺寸，同时利用无线传输技术使心脏微创介入手术变得更加简单。 性能指标 线性度范围：x方向：±20Oe，y方向：±20Oe ，z方向：±20Oe； 灵敏度：x方向：377V/A/T，y方向：345V/A/T ，z方向：625V/A/T； 线性度误差：x方向：2.3%，y方向：2.9% ，z方向：3.3%。 四、专家介绍 游龙，华中科技大学光学与电子信息学院教授，博士生导师，自旋电子器件及系统课题组组长。自2001年起一直从事自旋电子技术国际前沿课题包括磁记录、磁传感和磁逻辑等领域相关的物理、材料及器件研究。近五年来，面向国家重大需求和国际前沿，在非挥发性随机存储器、自旋神经形态器件、自旋逻辑计算电路、自旋信息安全芯片和磁场传感器等领域开创性地提出了多项重要的新技术概念和设计方案，尤其首次实现了使用单个器件对三维磁场的探测以及存储。相关成果以第一作者或通讯作者已在Nature Nanotechnology, Nature Electronics, Proceedings of National Academy of Science (PNAS), Nano letters等国际学术期刊发表40余篇学术论文。

针对矿井恶劣环境中绝对定位信息缺失，利用多源融合感知技术，构建可行驶区域两侧边缘，利用中心参考轨迹种子点生成拟合跟踪轨迹。建立势场态势图，实现智能矿用掘进机井下动态避障，并设计了自适应变参数的轨迹跟踪导航控制方法，突破了智能矿用掘进机矿井下自主导航规划的技术瓶颈。 提供了一种矿井下智能驾驶的局部路径规划方法及系统，自适应调整轨迹，实现路口前矿车的横向校正，保证矿车安全的通过路口，提高下无人矿车在分岔路口的安全性；提供了一种智能掘进机横向优化控制方法及系统，在粉尘碎石恶劣环境下，并缺乏绝对定位信息时，实现智能矿用掘进机井下精确横向轨迹跟踪控制技术；提供了一种智能驾驶的自底向上平滑轨迹生成方法及系统，保证在直线路线参考点处于道路中间，在弯道路段参考点处于弯道内侧，提高掘进机行驶过程中的安全性。 智能矿用掘进机井下导航控制技术

北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力。 北斗卫星导航系统的建设与发展，以应用推广和产业发展为根本目标，不仅要建成系统，更要用好系统，强调质量、安全、应用、效益。北斗卫星导航系统的建设、发展和应用将对全世界开放，为全球用户提供高质量的免费服务，积极推动卫星导航技术与产业的发展。北斗卫星导航系统可独立为全球用户提供服务。

本发明公开了一种基于MEMS传感器和VLC定位融合的双粒子滤波导航装置和方法，包括MEMS传感器、INS模块、PDR定位模块、VLC定位模块、测姿粒子滤波器和定位粒子滤波器；本发明在测姿滤波器的设计中，三维姿态误差和三轴陀螺仪漂移作为6维的状态向量。基于惯导机械编排的误差方程作为其系统方程，用于更新粒子状态。观测方程包括加速度计观测量更新和磁力计观测量更新，用于计算粒子权重。测姿滤波器输出VLC接收器的姿态给VLC定位模块以校正姿态的影响。在定位滤波器的设计中，二维平面的位置信息作为系统状态向量，基于行人航位推算的误差方程作为系统方程，而VLC的定位结果则作为定位滤波器的观测方程。

本发明公开了一种基于MEMS传感器和VLC定位融合的单粒子滤波导航装置和方法，包括MEMS传感器、INS模块、VLC定位模块、PDR定位模块和测姿定位单粒子滤波器模块；本发明中基于INS惯导机械编排的误差方程作为融合滤波器的系统方程，用于对粒子群的粒子进行更新。观测方程包括VLC定位信息更新、PDR定位信息更新和磁力计观测量更新，用于计算各个粒子的权重。输出姿态信息给VLC定位模块和PDR定位模块。本发明首次在VLC定位领域使用融合测姿准确估计VLC接收器的姿态信息，解决VLC定位容易受接收器姿态影响以及在光信号被遮挡情况下定位不连续的问题，并消除姿态对VLC定位的影响。

机器视觉智能检测与定位技术用机器视觉取代人类视觉，为传统装备增加视觉判断与智能定位功能，可实现“无人车间”的智能检测与机械手的准确定位，实现装备智能化，解放劳动力。 该技术由太原科技大学数字媒体与通信研究所独立研发、具有独立知识产权，硬件成本低于国内外同类产品。 该技术从准确性、精度、速度、硬件成本等指标上处于国际先进水平，可实现生产线装备的实时在线智能检测与定位，检测准确度97%以上，精度0.3mm以下，定位精度可达0.01mm以下。 该技术拥有中国发明专利18项，软件知识产权5项。 2015年以来，先后应用在上海地铁隧道灾害监测、沈阳公路隧道检测、西安铁路高铁桥墩裂缝检测、爱旭太阳能义乌生产线的硅片崩边缺角及隐裂检测、通威太阳能成都、合肥生产线的硅片碎检及隐裂检测，河北电力的绝缘子检测。