專(zhuān)利名稱(chēng)：基于多mems傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及載體姿態(tài)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，姿態(tài)測(cè)量大多是通過(guò)測(cè)量載體在慣性空間中三軸地磁場(chǎng)強(qiáng)度值和三軸加速度值解算出載體在慣性空間中的姿態(tài)角。地磁場(chǎng)測(cè)量成本低，范圍大，能夠解算出載體的靜態(tài)航向角，但地磁場(chǎng)強(qiáng)度較低，非常容易受到其它磁體的干擾。加速度測(cè)量的是重力方向，在無(wú)外力加速度的情況下，能準(zhǔn)確解算出靜態(tài)俯仰角和橫滾角，并且角度不會(huì)有累積漂移，但是由于加速度傳感器實(shí)際上是用MEMS技術(shù)檢測(cè)慣性力造成的微小形變，而慣性力與重力本質(zhì)是一樣的，所以加速度計(jì)就不會(huì)區(qū)分重力加速度與外力加速度，當(dāng)載體運(yùn)動(dòng)時(shí)， 由于引入額外的加速度，它的輸出就不正確了。在受到磁場(chǎng)干擾及載體運(yùn)動(dòng)的情況下想要進(jìn)行正確姿態(tài)測(cè)量就需要將角速度傳感器測(cè)得的角速度信號(hào)與靜態(tài)角度經(jīng)行數(shù)據(jù)融合，也就是用角速度值濾波處理靜態(tài)數(shù)據(jù)得到無(wú)累計(jì)漂移的動(dòng)態(tài)角度數(shù)據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量的產(chǎn)品有的是用歐拉角來(lái)表示動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)，有的是用四元數(shù)來(lái)表示動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)，其中，歐拉角表示方法直觀，便于理解，但存在著俯仰角度大時(shí)精度低、有奇異點(diǎn)等問(wèn)題，導(dǎo)致歐拉角表示方法不能準(zhǔn)確地表示動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)；四元數(shù)表示方法明確，運(yùn)算簡(jiǎn)單，但是可能會(huì)出現(xiàn)誤差積累，出現(xiàn)非法的四元數(shù)，而且，要進(jìn)行坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換時(shí)就無(wú)法進(jìn)行，必須轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)矩陣才行，而將四元數(shù)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)矩陣的步驟非常復(fù)雜，在很多情況下轉(zhuǎn)換根本就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。另外，目前的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)輸出的數(shù)據(jù)幀固定，顯示方法單一，無(wú)法根據(jù)用戶需求輸出用戶需要了解的數(shù)據(jù)，無(wú)法很好地滿足不同場(chǎng)合的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、智能化程度高、使用操作便捷、體積小、成本低、測(cè)量精度高的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于包括用于對(duì)動(dòng)態(tài)載體的姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的多MEMS傳感器檢測(cè)單元、用于對(duì)多MEMS傳感器檢測(cè)單元所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行分析處理的微處理器模塊和上位計(jì)算機(jī)，所述上位計(jì)算機(jī)通過(guò)通信電路模塊與微處理器模塊相接并通信，所述微處理器模塊的輸入端接有用于實(shí)時(shí)采集多MEMS傳感器檢測(cè)單元實(shí)時(shí)所檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)采集單元，所述多MEMS傳感器檢測(cè)單元與所述信號(hào)采集單元相接；所述多MEMS傳感器檢測(cè)單元由測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的橫軸相重合的第一 MEMS加速度傳感器、第一 MEMS角速率傳感器和第一 MEMS磁強(qiáng)傳感器,測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的縱軸相重合的第二 MEMS加速度傳感器、第二 MEMS角速率傳感器和第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器，以及測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的豎軸相重合的第三MEMS加速度傳感器、第三MEMS角速率傳感器和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器組成。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包括與多MEMS傳感器檢測(cè)單元輸出端相接的信號(hào)多路復(fù)用電路模塊和與信號(hào)多路復(fù)用電路模塊輸出端相接的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊的輸出端與所述微處理器模塊的輸入端相接。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于所述微處理器模塊為ARM微處理器STM32F103。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述通信電路模塊為串口通信電路模塊。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于所述第一 MEMS 加速度傳感器、第二 MEMS加速度傳感器和第三MEMS加速度傳感器均為芯片ADXL202。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于所述第一 MEMS角速率傳感器、第二 MEMS角速率傳感器和第三MEMS角速率傳感器均為芯片ADXRS300。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于所述第一 MEMS磁強(qiáng)傳感器、第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器均為芯片HMC1022。上述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊為芯片AD976。本發(fā)明還提供了一種數(shù)據(jù)處理速度快、實(shí)時(shí)性高、精度高、輸出結(jié)果多樣、適應(yīng)性強(qiáng)的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟一、對(duì)動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)及同步傳輸通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第一 MEMS加速度傳感器、第二 MEMS加速度傳感器和第三MEMS加速度傳感器分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元；通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第一 MEMS角速率傳感器、第二 MEMS角速率傳感器和第三MEMS角速率傳感器分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的角速率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元；通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第
一MEMS磁強(qiáng)傳感器、第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的磁強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元；步驟二、信號(hào)采集及預(yù)處理信號(hào)采集單元對(duì)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的各個(gè)傳感器所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集及A/D轉(zhuǎn)換預(yù)處理，得到動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的加速度值[Gx Gy Gz]，動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的角速率值[GJx Coy Co J，以及動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值[Hx Hy HJ，并將得到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳給微處理器模塊進(jìn)行記錄；步驟三、所述微處理器模塊對(duì)其接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角Y、動(dòng)態(tài)載體的橫滾角P、動(dòng)態(tài)載體的航向角a、用于表示動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣M、用于表不動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的歐拉角
和用于表不動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的四兀數(shù)[q0 ql q2q3]，并進(jìn)行存儲(chǔ)，其具體過(guò)程如下步驟301、得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角Y :所述微處理器模塊根據(jù)公式/ =
KJz計(jì)算得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角Y并進(jìn)行存儲(chǔ)；步驟302、得到動(dòng)態(tài)載體的橫滾角P :所述微處理器模塊根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng),其特征在于包括用于對(duì)動(dòng)態(tài)載體的姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的多MEMS傳感器檢測(cè)單元、用于對(duì)多MEMS傳感器檢測(cè)單元所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行分析處理的微處理器模塊(5)和上位計(jì)算機(jī)(6)，所述上位計(jì)算機(jī)(6)通過(guò)通信電路模塊(7 )與微處理器模塊(5 )相接并通信，所述微處理器模塊(5 )的輸入端接有用于實(shí)時(shí)采集多MEMS傳感器檢測(cè)單元實(shí)時(shí)所檢測(cè)信號(hào)的信號(hào)采集單元(4)，所述多MEMS傳感器檢測(cè)單元與所述信號(hào)采集單元(4)相接；所述多MEMS傳感器檢測(cè)單元由測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的橫軸相重合的第一 MEMS加速度傳感器(1-1)、第一 MEMS角速率傳感器(2_1)和第一 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-1 )，測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的縱軸相重合的第二 MEMS加速度傳感器(1-2)、第二 MEMS角速率傳感器(2-2)和第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3_2)，以及測(cè)量軸與動(dòng)態(tài)載體坐標(biāo)系的豎軸相重合的第三MEMS加速度傳感器(1-3)、第三MEMS角速率傳感器(2_3)和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-3 )組成。
2.按照權(quán)利要求I所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元(4)包括與多MEMS傳感器檢測(cè)單元輸出端相接的信號(hào)多路復(fù)用電路模塊(4-1)和與信號(hào)多路復(fù)用電路模塊(4-1)輸出端相接的A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(4-2)，所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(4-2)的輸出端與所述微處理器模塊(5)的輸入端相接。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述微處理器模塊(5)為ARM微處理器STM 32F103。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述通信電路模塊(7)為串口通信電路模塊。
5.按照權(quán)利要求I或2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述第一 MEMS加速度傳感器(1-1 )、第二 MEMS加速度傳感器(1-2 )和第三MEMS加速度傳感器(1-3 )均為芯片ADXL202。
6.按照權(quán)利要求I或2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述第一 MEMS角速率傳感器(2-1 )、第二 MEMS角速率傳感器(2_2)和第三MEMS角速率傳感器(2-3)均為芯片ADXRS300。
7.按照權(quán)利要求I或2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述第一 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-1 )、第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3_2)和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-3)均為芯片 HMC1022。
8.按照權(quán)利要求2所述的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于所述A/D轉(zhuǎn)換電路模塊(4-2)為芯片AD976。
9.一種利用如權(quán)利要求I所述系統(tǒng)的基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟一、對(duì)動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)及同步傳輸通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第一 MEMS加速度傳感器(1-1)、第二 MEMS加速度傳感器(1_2)和第三MEMS加速度傳感器(1-3)分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的加速度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元(4);通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第一 MEMS角速率傳感器(2-1)、第二 MEMS角速率傳感器(2-2)和第三MEMS角速率傳感器(2_3)分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的角速率進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元(4);通過(guò)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的第一 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3_1)、第二 MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-2)和第三MEMS磁強(qiáng)傳感器(3-3)分別對(duì)動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的磁強(qiáng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并將實(shí)時(shí)所檢測(cè)到的信號(hào)輸出給信號(hào)采集單元(4); 步驟二、信號(hào)采集及預(yù)處理信號(hào)采集單元(4)對(duì)多MEMS傳感器檢測(cè)單元中的各個(gè)傳感器所檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集及A/D轉(zhuǎn)換預(yù)處理，得到動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的加速度值[Gx Gy Gz]，動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的角速率值[GJx Coy Co J，以及動(dòng)態(tài)載體在橫軸、縱軸和豎軸上的磁場(chǎng)強(qiáng)度值[Hx Hy HJ，并將得到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳給微處理器模塊(5)進(jìn)行記錄； 步驟三、所述微處理器模塊(5)對(duì)其接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角Y、動(dòng)態(tài)載體的橫滾角P、動(dòng)態(tài)載體的航向角ct、用于表$動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣M、 用于表不動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的歐拉角
和用于表不動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的四兀數(shù)[qO ql q2q3]，并進(jìn)行存儲(chǔ)，其具體過(guò)程如下 步驟301、得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角y :所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式r = arctan(-Cj2計(jì)算得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角Y并進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟302、得到動(dòng)態(tài)載體的橫滾角P :所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式P=arctan^JZ________2^7_______3_______)計(jì)算得到動(dòng)態(tài)載體的橫滾角 P 并進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟303、得到動(dòng)態(tài)載體的航向角a，包括以下過(guò)程ms0 0 -si讀PpUdt — 0 11L sin# 0 cos# 步驟3031、所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式[//,、、. Hh H1J = Rmll %IKh l[Hx Hr HJr[I 0 0 ^Km = 0 cosf sin/[0 -sin/ cos:/—計(jì)算得到磁場(chǎng)強(qiáng)度值[Hx Hy HJ在地平坐標(biāo)系中的值[Hh H1^y H1J ； 步驟3032、所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式》= arctan(#)計(jì)算得到動(dòng)態(tài)載體的航向角《并進(jìn)行存儲(chǔ)； 步驟304、得到用于表示動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的的旋轉(zhuǎn)矩陣M，包括以下過(guò)程 步驟3041、所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式 cos^coscr-sin/ sinfsincr cos^sina+siiijffsiiifcosflr -sin於cosy V _E= -cosysinofcos/cos asiny 計(jì)算得至1J動(dòng)態(tài)載sin/ cosa+cos/ sinysina sin/ sina-cos/9sin/cosa cosficosy體在靜止的地球坐標(biāo)系統(tǒng)下的向量V_E ；0 -m2 mr 步驟3042、所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式F — M/M= 0 - 計(jì)算得到動(dòng)態(tài)載體二氣' 咚0 _在局部坐標(biāo)系統(tǒng)中的向量V_MIN ； 步驟3043、所述微處理器模塊(5)根據(jù)公式V_MIN = M *V_E計(jì)算得到用于表示動(dòng)態(tài)載 體姿態(tài)的旋轉(zhuǎn)矩陣
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于步驟四中用戶通過(guò)操作所述上位計(jì)算機(jī)(6)輸入的顯示命令包括顯示模式設(shè)置命令和顯示內(nèi)容設(shè)置命令，所述顯示模式設(shè)置命令包括測(cè)試模式設(shè)置命令和連續(xù)模式設(shè)置命令，所述處理器模塊(5)根據(jù)顯示命令發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6 )且所述上位計(jì)算機(jī)(6 )通過(guò)通信電路模塊(7 )接收處理器模塊(5 )發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示的方法如下 當(dāng)用戶沒(méi)有通過(guò)操作所述上位計(jì)算機(jī)(6)輸入顯示模式設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5)以測(cè)試模式發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，上位計(jì)算機(jī)(6)以測(cè)試模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，即用戶每輸入一次顯示內(nèi)容設(shè)置命令，所述處理器模塊(5 )就按照顯示內(nèi)容設(shè)置命令需要顯示的內(nèi)容發(fā)送一次數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，所述上位計(jì)算機(jī)(6)就通過(guò)通信電路模塊(7)接收處理器模塊(5)發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行一次顯示；當(dāng)用戶輸入多個(gè)顯示內(nèi)容設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5)就通過(guò)通信電路模塊(7)接收從所述上位計(jì)算機(jī)(6)上輸入的多個(gè)顯示內(nèi)容設(shè)置命令并存儲(chǔ)在命令緩存器中，然后，所述處理器模塊(5 )再按照多個(gè)顯示內(nèi)容設(shè)置命令分別需要顯示的內(nèi)容和發(fā)出的先后順序依次發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，所述上位計(jì)算機(jī)(6)就通過(guò)通信電路模塊(7)依次接收處理器模塊(5)發(fā)送的數(shù)據(jù)并依次進(jìn)行顯示； 當(dāng)用戶通過(guò)操作所述上位計(jì)算機(jī)(6)輸入顯示模式設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5)通過(guò)通信電路模塊(7)接收從所述上位計(jì)算機(jī)(6)上輸入的顯示命令并對(duì)其接收到的顯示模式設(shè)置命令進(jìn)行判斷，得出顯示模式設(shè)置命令是測(cè)試模式設(shè)置命令，還是連續(xù)模式設(shè)置命令，當(dāng)顯示模式設(shè)置命令是測(cè)試模式設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5 )按照上述測(cè)試模式發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，上位計(jì)算機(jī)(6)以測(cè)試模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示；當(dāng)顯示模式設(shè)置命令是連續(xù)模式設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5)以連續(xù)模式發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，上位計(jì)算機(jī)(6)以連續(xù)模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，即所述處理器模塊(5)每存儲(chǔ)一次數(shù)據(jù)就同步發(fā)送存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6)，所述上位計(jì)算機(jī)(6)通過(guò)通信電路模塊(7)接收處理器模塊(5)發(fā)送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示； 在所述上位計(jì)算機(jī)(6)以連續(xù)模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示的過(guò)程中，當(dāng)用戶通過(guò)操作所述上位計(jì)算機(jī)(6 )輸入顯示內(nèi)容設(shè)置命令時(shí)，所述處理器模塊(5 )就通過(guò)通信電路模塊(7 )接收從所述上位計(jì)算機(jī)(6)上輸入的顯示內(nèi)容設(shè)置命令并存儲(chǔ)在命令緩存器中，并在連續(xù)模式的一個(gè)顯示周期完成后，所述處理器模塊(5)按照顯示內(nèi)容設(shè)置命令需要顯示的內(nèi)容發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)給上位計(jì)算機(jī)(6 )，所述上位計(jì)算機(jī)(6 )就通過(guò)通信電路模塊(7 )接收處理器模塊(5 )發(fā)送數(shù)據(jù)并進(jìn)行顯示，當(dāng)顯示內(nèi)容設(shè)置命令需要顯示的內(nèi)容顯示完成后，所述上位計(jì)算機(jī)(6)再繼 續(xù)以連續(xù)模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于多MEMS傳感器的動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)及方法，系統(tǒng)包括多MEMS傳感器檢測(cè)單元、微處理器模塊和上位計(jì)算機(jī)，上位計(jì)算機(jī)通過(guò)通信電路模塊與微處理器模塊相接，微處理器模塊的輸入端接有信號(hào)采集單元；多MEMS傳感器檢測(cè)單元由三個(gè)MEMS加速度傳感器、三個(gè)角速率傳感器和三個(gè)磁強(qiáng)傳感器組成；方法包括步驟對(duì)動(dòng)態(tài)載體姿態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)及同步傳輸；信號(hào)采集及預(yù)處理；微處理器模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，得到動(dòng)態(tài)載體的俯仰角、橫滾角、航向角、旋轉(zhuǎn)矩陣、歐拉角和四元數(shù)并進(jìn)行存儲(chǔ)；處理結(jié)果輸出及顯示。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，操作便捷，測(cè)量實(shí)時(shí)性高、精度高，輸出結(jié)果多樣，實(shí)用性強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)，推廣應(yīng)用價(jià)值高。
文檔編號(hào)G01C21/16GK102759356SQ20121025236
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者朱維 申請(qǐng)人:陜西航天長(zhǎng)城測(cè)控有限公司