CN102954786A - 一种倾角传感器 - Google Patents

一种倾角传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN102954786A
CN102954786A CN2011102407038A CN201110240703A CN102954786A CN 102954786 A CN102954786 A CN 102954786A CN 2011102407038 A CN2011102407038 A CN 2011102407038A CN 201110240703 A CN201110240703 A CN 201110240703A CN 102954786 A CN102954786 A CN 102954786A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
angle
magnitude
value
inclination angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102407038A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102954786B (zh
Inventor
董寿伟
张卫东
马性辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Husmer Haining Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
SHANGHAI HESMOR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI HESMOR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANGHAI HESMOR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201110240703.8A priority Critical patent/CN102954786B/zh
Publication of CN102954786A publication Critical patent/CN102954786A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102954786B publication Critical patent/CN102954786B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理：1)将角度电压值减去0角度时的电压值后再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值；2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。与现有技术相比，本发明具有测量角度不受地理位置的影响，且测量精度高、响应速度快等优点。

Description

一种倾角传感器
技术领域
本发明涉及倾斜角度测量装置，尤其是涉及一种倾角传感器。
背景技术
目前市场上的倾角传感器大部分使用的重力加速度型角度传感器，即根据地球的引力大小的原理来测量角度数据。而重力加速度(即由地球引力引起)又受纬度和海拔高度的影响。因此传感器在不同海拔高度和纬度的地域使用测量的结果是不一样的。到目前为止市场上还没有解决类似问题的厂家。
另外，重力加速度型的倾角传感器受外部加速度的影响较严重，如果不做率波处理就不适合应用于震动环境的角度测量。即使市场有部分产品加了硬件滤波处理和一些软件的滤波算法，但是他们不能根据用户的需要更改滤波参数，如滤波器采样率、截止频率以及数字滤波的Taps值等技术处理。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量角度不受地理位置的影响，且测量精度高、响应速度快的倾角传感器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，所述的倾角芯片与A/D转换器连接，所述的MCU处理器分别与A/D转换器、参数保存模块和CAN通讯模块连接，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理：1)将角度电压值减去0角度时的电压值后，再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值；2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。
0角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤分别得到：11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以一设定角度为步长旋转360度，得到每转一步长时倾角芯片输出的电压值，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值；12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到0度点，此点对应的电压值即为0角度时的电压值；13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的0角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度和标准加速度的比率值，得到各自的计算电压值；14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合，得到各二次曲线的系数值，即得到二次曲线。
所述的步骤1)中的设定角度为3～5度。
所述的步骤1)中的使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。
所述的步骤1)中标准加速度为9.8m/s2。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、测量角度不受地理位置的影响；
2、测量精度高、响应速度快。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种倾角传感器，包括倾角芯片1、A/D转换器2、MCU处理器3、电源模块4、参数保存模块5和CAN通讯模块6。倾角芯片1与A/D转换器2连接，MCU处理器3分别与A/D转换器2、参数保存模块5和CAN通讯模块6连接。倾角芯片可以为加速度传感器。用户使用时，MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理：
步骤101)用户使用时，首先将使用地的加速度乘以十的七次方后，通过CAN通讯模块6写入到参数保存模块5存储起来；
步骤102)倾角芯片1采集到倾角电压值，经A/D转换器2转换成数字信号后发送给MCU处理器3，MCU处理器3将角度电压值减去0角度时的电压值后，再除以使用地加速度(如9.7m/s2)和标准加速度的比率，得到一中间值，标准加速度为9.8m/s2，使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。
步骤103)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。
0角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤得到：
步骤11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以5度为步长旋转360度，得到每转5度时倾角芯片输出的电压值，总共可得到360/5＝72个数据，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值；
步骤12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到0度点，此点对应的电压值即为0角度时的电压值；
步骤13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的0角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度(如9.6m/s2)和标准加速度9.8m/s2的比率值，得到各自的计算电压值；
步骤14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合(y＝ax2+bx+c)，得到各二次曲线的系数值a、b、c，即得到二次曲线。

Claims (5)

1.一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，所述的倾角芯片与A/D转换器连接，所述的MCU处理器分别与A/D转换器、参数保存模块和CAN通讯模块连接，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理：
1)将角度电压值减去0角度时的电压值后，再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值；
2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。
2.根据权利要求1所述的一种倾角传感器，其特征在于，0角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤分别得到：
11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以一设定角度为步长旋转360度，得到每转一步长时倾角芯片输出的电压值，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值；
12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到0度点，此点对应的电压值即为0角度时的电压值；
13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的0角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度和标准加速度的比率值，得到各自的计算电压值；
14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合，得到各二次曲线的系数值，即得到二次曲线。
3.根据权利要求2所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤1)中的设定角度为3～5度。
4.根据权利要求1所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤1)中的使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。
5.根据权利要求1所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤1)中标准加速度为9.8m/s2。
CN201110240703.8A 2011-08-21 2011-08-21 一种倾角传感器 Expired - Fee Related CN102954786B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110240703.8A CN102954786B (zh) 2011-08-21 2011-08-21 一种倾角传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110240703.8A CN102954786B (zh) 2011-08-21 2011-08-21 一种倾角传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102954786A true CN102954786A (zh) 2013-03-06
CN102954786B CN102954786B (zh) 2015-03-11

Family

ID=47763906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110240703.8A Expired - Fee Related CN102954786B (zh) 2011-08-21 2011-08-21 一种倾角传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102954786B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109990763A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 深圳市优必选科技有限公司 一种机器人倾斜角度的获取方法，机器人及存储介质
WO2022027285A1 (zh) * 2020-08-05 2022-02-10 李�杰 太阳能空调和热水器无需光电传感器的光电和光热一体化追踪系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060100820A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Sauer-Danfoss Inc. Accelerometer based tilt sensor and method for using same
CN101509768A (zh) * 2009-03-26 2009-08-19 清华大学 基于低成本加速度传感器的车载道路坡度识别装置及方法
CN101603826A (zh) * 2009-07-06 2009-12-16 三一重工股份有限公司 一种倾角传感器及倾角控制系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060100820A1 (en) * 2004-11-08 2006-05-11 Sauer-Danfoss Inc. Accelerometer based tilt sensor and method for using same
CN101509768A (zh) * 2009-03-26 2009-08-19 清华大学 基于低成本加速度传感器的车载道路坡度识别装置及方法
CN101603826A (zh) * 2009-07-06 2009-12-16 三一重工股份有限公司 一种倾角传感器及倾角控制系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109990763A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 深圳市优必选科技有限公司 一种机器人倾斜角度的获取方法，机器人及存储介质
CN109990763B (zh) * 2017-12-29 2021-12-31 深圳市优必选科技有限公司 一种机器人倾斜角度的获取方法，机器人及存储介质
WO2022027285A1 (zh) * 2020-08-05 2022-02-10 李�杰 太阳能空调和热水器无需光电传感器的光电和光热一体化追踪系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN102954786B (zh) 2015-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108267792B (zh) 全球重力场模型反演方法
CN105717553B (zh) 一种旋转加速度计重力梯度仪标定方法
CN102853850A (zh) 基于单轴转台的三轴mems陀螺旋转积分标定方法
CN104949673A (zh) 一种基于非视觉感知信息的目标定位方法及装置
CN102998713A (zh) 基于功率谱半解析的卫星重力梯度反演方法
CN102636664B (zh) 一种动态估算加速度计分辨率的方法
CN102778335A (zh) 一种基于等效初相矢的各向异性转子全息动平衡方法
CN102954786B (zh) 一种倾角传感器
CN114595946B (zh) 一种海域理论最低潮面计算方法、装置、设备及介质
CN104197957A (zh) 微陀螺测量系统及采用该系统测量零偏稳定性的方法
CN103364842B (zh) 一种捷联式航空重力仪误差分离方法
CN106053884A (zh) 基于坐标旋转法的双轴谐振式加速度计数字控制电路装置
CN104635266A (zh) 一种基于偏移距-方位角域的多维道集显示方法以及系统
CN110058324B (zh) 利用重力场模型的捷联式重力仪水平分量误差修正方法
CN104122412A (zh) 一种基于北斗二代速度信息的加速度计标定方法
CN104748765B (zh) 具有能级测量功能的x射线脉冲星导航电子学读出装置
CN105758422B (zh) 一种积分式闭环光纤陀螺的测试方法
CN103674066B (zh) 一种光纤陀螺分辨率的测试方法
Williams et al. Earth coordinate 3-D currents from a modular acoustic velocity sensor
CN206479651U (zh) 一种具有姿态记录功能的地空tem接收系统
Wang et al. Periodic error detection and separation of magnetic levitation gyroscope signals based on continuous wavelet transform and singular spectrum analysis
CN108445253B (zh) 基于正交双地磁线圈的高自旋弹丸转速测试装置及方法
CN102914319B (zh) 一种基于先验信息的多光纤惯组贮存期静态快速检测方法
CN101915931A (zh) 高精度延迟滤波器的多级插值设计方法
CN103743379A (zh) 一种管道检测器姿态检测方法及其检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Luo Xin

Inventor after: Zhang Lin

Inventor after: Zhang Zhimin

Inventor before: Dong Shouwei

Inventor before: Zhang Weidong

Inventor before: Ma Xinghui

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: DONG SHOUWEI ZHANG WEIDONG MA XINGHUI TO: LUO XIN ZHANG LIN ZHANG ZHIMIN

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190510

Address after: Block D, Building 5, 103 Cailun Road, China (Shanghai) Free Trade Pilot Area, 201203

Patentee after: Hessmer (Shanghai) Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: 201203 Room 301, Building 88, Keyuan Road, Zhangjiang High-tech Park, Pudong New Area, Shanghai - 019

Patentee before: SHANGHAI HESMOR ELECTRONIC TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210120

Address after: No.15 Xianghong Road, Jianshan New District, Haining City, Jiaxing City, Zhejiang Province

Patentee after: Husmer (Haining) Intelligent Technology Co.,Ltd.

Address before: Block D, Building 5, 103 Cailun Road, China (Shanghai) Free Trade Pilot Area, 201203

Patentee before: Hessmer (Shanghai) Intelligent Technology Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150311

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee