陀螺儀輔助式姿態測量裝置的製作方法

2023-10-17 15:46:34 2

專利名稱：陀螺儀輔助式姿態測量裝置的製作方法
技術領域：
陀螺儀輔助式姿態測量裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種測量儀器，具體涉及一種陀螺儀輔助式姿態測量裝置。
背景技術：
[0002]目前市場上的進行姿態測量的測繪產品主要採用電子羅盤、傾角傳感器和經緯儀二種。[0003]其中數字羅盤由檢測地球磁場的磁力傳感器和加速度傳感器組成，通過磁力傳感 器感應地球的磁場來測量航向，通過加速度傳感器測量載體在俯仰和橫滾方向的變化量。 採用數字羅盤進行姿態測量的精度不高，航向的精度一般為3° 5°，用於具體測繪測量 時，1000米距離的測量誤差一般為50米，誤差太大。[0004]傾角傳感器是運用慣性原理測量水平面傾斜角的一種加速度傳感器。採用傾角傳 感器進行姿態測量時，解析度可以達到0.01°，但由於測量前需要對傾角傳感器進行校準， 並且校準時必須保持絕對水平狀態，校準過程複雜。[0005]經緯儀是採用雙軸、絕對光碼錶計算每個軸的旋轉角度的技術原理的測繪工具。 其精度很高，可以達到秒級精度。但其具體使用過程複雜，每次使用前都需經過複雜的校準 過程，並且在使用過程中不能移動，每移動一次就必須要重新進行校準。同時經緯儀的體積 大，加三腳架重量一般達到8 10公斤。實用新型內容[0006]本實用新型的目的在於方便快捷地減少姿態測量的操作過程，另一方面提供姿態 測量的精度。[0007]為了達到上述設計目的，本實用新型採用的技術方案如下[0008]一種陀螺儀輔助式姿態測量裝置，包括測量單元、信號調節單元、數據採集單元、 處理單元、通訊單元及電源組件，所述測量單元將載體運動的實時信號傳遞給信號調節單 元，信號調節單元對信號進行分調及去噪音幹擾後經數據採集單元傳遞至處理單元，處理 單元對得到的載體姿態角信號通過通訊單元傳遞給上位機。[0009]進一步，所述測量單元為一種多軸陀螺儀，信號調節單元、數據採集單元、處理單 元、通訊單元集成在一個微控制器上。[0010]進一步，所述多軸螺旋儀、微控制器及電源組件通過SMT貼裝技術集成到一個電 路板上。[0011]本實用新型陀螺儀輔助式姿態測量裝置的有益效果是可以有效彌補數字羅盤和 傾角傳感器在姿態測量過程中的各種不足，不需要將測量設備調整到絕對水平狀態，並且 可實現高精度的姿態測量。


[0012]圖1為本實用新型的工作原理圖；[0013]圖2為本實用新型的電路設計圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲取的其它實施例，都屬於本實用新型的保護範圍。[0015]如圖1所示本實用新型提供的陀螺儀輔助式姿態測量裝置，包括測量單元、信號調節單元、數據採集單元、處理單元、通訊單元及電源組件，所述測量單元將載體運動的實時信號傳遞給信號調節單元，信號調節單元對信號進行分調及去噪音幹擾後經數據採集單元傳遞至處理單元，處理單元對得到的載體姿態角信號通過通訊單元傳遞給上位機，其中所述測量單元為一種多軸陀螺儀，信號調節單元、數據採集單元、處理單元、通訊單元集成在一個微控制器上。[0016]另外本實用新型專利採用SMT貼裝技術，將微控制器、陀螺儀和電源組件集成到一個電路板上。其中微控制器的為意法半導體公司的STM32F103RC微控制器，可以充分保障晶片的品質；陀螺儀為挪威公司Sensonor Technologies AS的STIM202陀螺儀,可以有效保證陀螺儀的工作穩定性；電源部分採用邁瑞半導體公司推出的高效能LDO MIC29302 晶片，可以保證電源信息工作的可靠性。[0017]本實用新型專利採用高精度多軸陀螺STIM202，該陀螺的零偏穩定性 (biasstability)RS0.5° /hr，性價比優於同精度等級FOG光纖陀螺。該款陀螺可以輸出角速度值、增量式角度值、平均角速率、集成角度、溫度等各種數據。[0018]I)當該款陀螺儀輸出角速度數據時，可以通過如下公式將輸出的數據轉換為具體的姿態角度
權利要求1.一種陀螺儀輔助式姿態測量裝置，其特徵在於包括測量單元、信號調節單元、數據採集單元、處理單元、通訊單元及電源組件，所述測量單元將載體運動的實時信號傳遞給信號調節單元，信號調節單元對信號進行分調及去噪音幹擾後經數據採集單元傳遞至處理單元，處理單元對得到的載體姿態角信號通過通訊單元傳遞給上位機。
2.根據權利要求1所述的陀螺儀輔助式姿態測量裝置，其特徵在於所述測量單元為一種多軸陀螺儀，信號調節單元、數據採集單元、處理單元、通訊單元集成在一個微控制器上。
3.根據權利要求2所述的陀螺儀輔助式姿態測量裝置，其特徵在於所述多軸螺旋儀、微控制器及電源組件通過SMT貼裝技術集成到一個電路板上。
專利摘要本實用新型公開了一種陀螺儀輔助式姿態測量裝置，包括測量單元、信號調節單元、數據採集單元、處理單元、通訊單元及電源組件，所述測量單元將載體運動的實時信號傳遞給信號調節單元，信號調節單元對信號進行分調及去噪音幹擾後經數據採集單元傳遞至處理單元，處理單元對得到的載體姿態角信號通過通訊單元傳遞給上位機。本實用新型提供的陀螺儀輔助式姿態測量裝置一方面方便快捷地減少姿態測量的操作過程，另一方面提供姿態測量的精度。
文檔編號G01C21/10GK202869496SQ20122028393
公開日2013年4月10日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者舒寧, 鄧為, 印士輪 申請人:湖北高通空間技術有限責任公司