CN108007469A - 一种航向姿态测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种航向姿态测量系统，其包括磁阻传感器、加速传感器、角速度计、A/D转换器、MCU模块、电源、晶振电路和上位主机，其中磁阻传感器、加速传感器、角速度计均分别连接在A/D转换器上，A/D转换器的输出连接在MCU模块上，MCU的输出连接电源、晶振电路和上位主机。本发明所述航向姿态测量系统有效解决了机体运动加速度和地磁偏角对航向姿态测量精度的影响，提高了航向姿态测量系统的测量精，本发明结构简单，实用性强，可工业化生产。

Description

一种航向姿态测量系统
技术领域
本发明涉及一种航向姿态测量系统。
背景技术
姿态测量是无人机实现姿态控制的前提，是导航系统不可分割的一个重要组成部分。伴随着导航系统的发展，姿态航向测量技术也越加的成熟起来。采用陀螺进行姿态测量是最常用的方法，但陀螺测得的姿态角是发散的，不能长期使用。GPS是载体姿态测量的另一重要工具，通常有多天线测姿和基于“伪姿态”的单天线测姿两种测量方法，但其也有诸多的限制条件。随着组合导航技术的产生，组合姿态航向测量技术逐渐取代了单一陀螺测姿的方法，使得姿态测量的精度越来越高。荷兰的Xsens公司的MTI-G航姿器是一款六自由度的微型航姿系统，集成了MEMS、IMU、GPS、磁强计、静态气压计、温度传感器经数据融合后能提供精确的地磁数据、姿态数据、位置数据和速度数据；法国SBGSystems公司的IG-500A/E/N微型姿态航向参考系统（AHRS）拥有嵌入式的扩展卡尔曼滤波器，在高动态条件下能够提供高精度的姿态和方位信息，该航姿系统还带有GPS辅助定位功能。此类姿态测量系统虽然精度较高，但是因其价格昂贵，不适用于微型飞行器或小型无人机。
发明内容
本发明提出一种航向姿态测量系统。
本发明所述一种航向姿态测量系统，其包括磁阻传感器、加速传感器、角速度计、A/D转换器、MCU模块、电源、晶振电路和上位主机，其中磁阻传感器、加速传感器、角速度计均分别连接在A/D转换器上，A/D转换器的输出连接在MCU模块上，MCU的输出连接电源、晶振电路和上位主机。
优选地，所述磁阻传感器为三轴磁阻传感器传感器。
优选地，所述加速传感器为三轴加速传感器。
优选地，所述MCU模块上设有RS485串口，MCU模块与上位机通过RS485串口相连。
优选地，A/D转换器为14位A/D转换器。
优选地，所述MCU模块为DSP28335处理器。
优选地，还包括存储器，所述存储器连接在MCU模块上。
优选地，所述存储器为RAMFLASH存储器。
本发明所述航向姿态测量系统有效解决了机体运动加速度和地磁偏角对航向姿态测量精度的影响，提高了航向姿态测量系统的测量精，本发明结构简单，实用性强，可工业化生产。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
1-磁阻传感器、2-加速传感器、3-角速度计、4-A/D转换器、5-MCU模块、6-电源、7-晶振电路、8-上位主机。
具体实施方式
本发明所述一种航向姿态测量系统，其包括磁阻传感器1、加速传感器2、角速度计3、A/D转换器4、MCU模块5、电源6、晶振电路7和上位主机8，其中磁阻传感器1、加速传感器2、角速度计3均分别连接在A/D转换器4上，A/D转换器4的输出连接在MCU模块5上，MCU的输出连接电源6、晶振电路7和上位主机8。本发明所述磁阻传感器1为三轴磁阻传感器1传感器；所述加速传感器2为三轴加速传感器2；所述MCU模块5上设有RS485串口，MCU模块5与上位机通过RS485串口相连；A/D转换器4为14位A/D转换器4；所述MCU模块5为DSP28335处理器。还包括存储器，所述存储器连接在MCU模块5上；所述存储器为RAMFLASH存储器。
本发明利用GPS经纬高和速度，解算出实际的线性加速度补偿加速度计输出，用补偿后所得的沿机体三轴的重力加速度分量作为观测量，采用基于四元数的扩展卡尔曼滤波算法实现对无人机姿态四元数的滤波估计，并利用地磁偏角对解算出的航向角进行修正。有效解决了机体运动加速度和地磁偏角对航向姿态测量精度的影响，提高了航向姿态测量系统的测量精度。

Claims (8)

1.一种航向姿态测量系统，其特征在于包括磁阻传感器、加速传感器、角速度计、A/D转换器、MCU模块、电源、晶振电路和上位主机，其中磁阻传感器、加速传感器、角速度计均分别连接在A/D转换器上，A/D转换器的输出连接在MCU模块上，MCU的输出连接电源、晶振电路和上位主机。
2.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于所述磁阻传感器为三轴磁阻传感器传感器。
3.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于所述加速传感器为三轴加速传感器。
4.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于所述MCU模块上设有RS485串口，MCU模块与上位机通过RS485串口相连。
5.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于A/D转换器为14位A/D转换器。
6.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于所述MCU模块为DSP28335处理器。
7.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于还包括存储器，所述存储器连接在MCU模块上。
8.如权利要求1所述一种航向姿态测量系统，其特征在于所述存储器为RAMFLASH存储器。
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CN113173258A (zh) * 2021-04-13 2021-07-27 安徽华明航空电子系统有限公司 一种通航飞机及小型飞行器航姿的测量方法

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