CN111521155A - 一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法 - Google Patents

一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，属于传感器技术领域，包括：步骤S1：采集各个芯片对应的电压值；步骤S2：根据步骤S1获取的电压值，通过预设方式将电压值转换成加速度；步骤S3：根据步骤S2获取的加速度，通过公式
Figure 56988DEST_PATH_IMAGE002
，计算得到倾角值
Figure 442970DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 488286DEST_PATH_IMAGE006
以及
Figure 352337DEST_PATH_IMAGE008
，并通过巴特沃兹滤波器对
Figure DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure DEST_PATH_IMAGE010
进行滤波处理，得到
Figure 104392DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 130117DEST_PATH_IMAGE014
。通过上述方法，实现倾角的精确计算以及实现自行的故障诊断。

Description

一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法
技术领域
本发明属于传感器技术领域，涉及一种方法，特别是一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法。
背景技术
我国铁路部门大量使用的捣固车，在铁路施工、维护过程中对钢轨的高低、方向等参数进行调节，从而提高线路的平顺性，保证列车的安全运行。其中，两根钢轨之间的高度差（也称钢轨的超高量）是捣固作业过程中的重要控制量。
现有的捣固车通过电子摆式倾角传感器来对钢轨的超高量进行测量，而这种传感器采用重力摆锤来检测倾角的变化，通过电位器来感知摆锤摆动的角度，并通过阻尼油来克服振动对测量的干扰。该传感器具有原理简单、测量精度高，耐振动性能好等优点，但是在长期使用过程中存在如下缺点：
其一，无法精确测量倾角角度；
其二，无法实现传感器的故障自诊断。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够精确测量倾角角度，并能实现自行故障诊断的方法。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，包括：
步骤S1：采集各个芯片对应的电压值，其中，包括：通过水平加速度传感器芯片获取电压值
Figure 487577DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 879561DEST_PATH_IMAGE003
以及
Figure 958375DEST_PATH_IMAGE004
，通过垂直加速度传感器芯片获取电压值
Figure 987511DEST_PATH_IMAGE005
，通过陀螺仪芯片获取电压值
Figure 290316DEST_PATH_IMAGE006
，以及通过温度传感器芯片获取电压值
Figure 772113DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤S2：根据步骤S1获取的各个电压值，通过预设方式将电压值转换成加速度，其中，将水平加速度传感器芯片获取的电压值
Figure 389040DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 11968DEST_PATH_IMAGE003
以及
Figure 184323DEST_PATH_IMAGE004
分别对应转换成水平加速度
Figure 667257DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 405406DEST_PATH_IMAGE009
以及
Figure 253276DEST_PATH_IMAGE010
，将垂直加速度传感器芯片获取的电压值
Figure 709665DEST_PATH_IMAGE005
转换成垂直加速度
Figure 730711DEST_PATH_IMAGE011
，将陀螺仪芯片获取的电压值
Figure 323366DEST_PATH_IMAGE006
，和温度传感器芯片获取的电压值
Figure 873296DEST_PATH_IMAGE007
，转换成陀螺仪角速度
Figure 79631DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤S3：根据步骤S2获取的各个加速度，通过公式
Figure 842051DEST_PATH_IMAGE013
，计算得到倾角值
Figure 554792DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 806782DEST_PATH_IMAGE015
以及
Figure 972184DEST_PATH_IMAGE016
，并通过巴特沃兹滤波器对
Figure 272715DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 371121DEST_PATH_IMAGE018
进行滤波处理，得到
Figure 528433DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 384394DEST_PATH_IMAGE020
，其中，
Figure 550933DEST_PATH_IMAGE021
表示重力加速度。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，步骤S2包括：
步骤S21：根据预设存储的零点电压对
Figure 238266DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 769741DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 909736DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 348807DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 156226DEST_PATH_IMAGE006
以及
Figure 655341DEST_PATH_IMAGE007
进行修正处理，得到对应的
Figure 485894DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 994235DEST_PATH_IMAGE023
、
Figure 390582DEST_PATH_IMAGE024
、
Figure 263860DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 378446DEST_PATH_IMAGE026
以及
Figure 690479DEST_PATH_IMAGE027
；
步骤S22：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线，获取相应的温度值
Figure 944261DEST_PATH_IMAGE028
；
步骤S23：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线和传感器温漂系数，获取对应的水平横向加速度
Figure 988441DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 590323DEST_PATH_IMAGE009
，纵向水平加速度
Figure 174888DEST_PATH_IMAGE010
，垂直加速度
Figure 811406DEST_PATH_IMAGE011
，以及陀螺仪角速度
Figure 26487DEST_PATH_IMAGE012
。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，步骤S3包括：
步骤S31：通过平均值滤波器将
Figure 115665DEST_PATH_IMAGE010
进行滤波后获取纵向加速度
Figure 503922DEST_PATH_IMAGE029
；
步骤S32：按照公式
Figure 729366DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到对应的倾角
Figure 380928DEST_PATH_IMAGE031
、
Figure 691823DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 883770DEST_PATH_IMAGE032
，其中，
Figure 432563DEST_PATH_IMAGE033
，
Figure 786184DEST_PATH_IMAGE032
表示水平倾角，
Figure 849955DEST_PATH_IMAGE015
表示俯仰角，
Figure 580014DEST_PATH_IMAGE021
表示重力加速度；
步骤S33：通过巴特沃兹滤波器对
Figure 983313DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 507836DEST_PATH_IMAGE016
进行滤波处理，获取对应的水平倾角
Figure 58903DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 530335DEST_PATH_IMAGE035
。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，还包括步骤S4：根据步骤S3获得的倾角值
Figure 584879DEST_PATH_IMAGE036
和
Figure 811461DEST_PATH_IMAGE037
，以及根据步骤S2获得的陀螺仪角速度
Figure 787507DEST_PATH_IMAGE012
，进行自检，获得
Figure 590859DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure 31068DEST_PATH_IMAGE039
；步骤S5：通过卡尔曼滤波器对
Figure 897393DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 360735DEST_PATH_IMAGE040
进行滤波处理，得到最终的倾角
Figure 236287DEST_PATH_IMAGE041
，并将其输出。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，步骤S4包括：
步骤S41：若
Figure 265423DEST_PATH_IMAGE042
和
Figure 771491DEST_PATH_IMAGE043
的差值小于或者等于预设差值时，则获得平均值
Figure 518867DEST_PATH_IMAGE044
；若
Figure 932531DEST_PATH_IMAGE045
和
Figure 19436DEST_PATH_IMAGE046
的差值大于预设差值时，则获得水平加速度传感器芯片故障信号；
步骤S42：若陀螺仪角速度
Figure 758721DEST_PATH_IMAGE012
小于或者等于预设数值时，则通过积分滤波器进行积分处理，获取角速度变化值
Figure 727814DEST_PATH_IMAGE047
，若陀螺仪角速度
Figure 882852DEST_PATH_IMAGE012
大于预设数值时，则获得陀螺仪芯片故障信号。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，根据步骤S41获得水平加速度芯片故障，进行自检，其中，包括：
步骤S411：判断其中一个水平加速度传感器芯片是否正常，若是，则获取对应的倾角，并将该倾角作为
Figure 886580DEST_PATH_IMAGE044
输出，若否，则继续判断另一个水平加速度传感器芯片是否正常；
步骤S412：若是，则获取该水平加速度芯片所对应的倾角，并将该倾角作为
Figure 796768DEST_PATH_IMAGE048
输出，若否，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU。
在上述所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法中，根据步骤S42获得水平加速度芯片故障，其中，包括：
步骤S421：若自检正常，则获取对应角速度变化值
Figure 456419DEST_PATH_IMAGE049
，若自检不正常，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
（1）、本发明的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，采用巴特沃兹滤波器和卡尔曼滤波器的双重滤波器，保证了传感器在强振动环境下对倾角的高精度、稳定测量，同时也避免了FIR滤波器对硬件要求较高的问题，另外，通过俯仰角的获取，能够实现传感器在安装过程中俯仰方向的调平，以及通过对传感器工作所在地的重力加速度进行测量，用以补偿重力加速度变化而导致的测量结果的误差；
（2）、本发明的一种小型智能化倾角传感器，其体积小、重量轻，且安装、维护方便，其中，通过内置有温度传感器芯片的陀螺仪芯片，垂直加速度传感器芯片以及水平加速度传感器芯片，从而提高检测精度，保证传感器使用的可靠性，另外，本发明中的水平仪不依靠电气，因此在安装过程中无需进行上电调平，即可检测传感器是否安装平稳，其操作方便、可靠。
附图说明
图1是本发明一种小型智能化倾角传感器的结构示意图。
图2是图1所示倾角传感器另一视角的结构示意图。
图3是图2所示倾角传感器的A-A的剖视图。
图4是图2所示倾角传感器的B-B的剖视图。
图5是本发明一种小型智能化倾角传感器的局部结构示意图。
图6是本发明一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法的功能框图。
图7是本发明一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法的原理图。
图中，100、壳体；110、隔板；120、第一腔体；130、第二腔体；140、第一盖板；141、观察窗；150、第二盖板；160、连接器；170、透明板；180、第一套筒；190、第二套筒；200、水平仪；300、辅控板；310、陀螺仪芯片；320、温度传感器芯片；330、垂直加速度传感器芯片；400、电源板；500、主控板；510、CPU；520、水平加速度传感器芯片；530、采集模块；540、转换模块；550、计算模块；560、诊断模块。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1至图6所示，本发明提供的一种小型智能化倾角传感器，包括：壳体100，内置凹腔，并通过隔板110将凹腔分割成两个相互独立的腔体，分别为第一腔体120和第二腔体130，且在第一腔体120内安装有水平仪200，在第二腔体130内安装有辅控板300、电源板400以及主控板500，其中，在辅控板300上安装有陀螺仪芯片310和温度传感器芯片320，以及垂直加速度传感器芯片330，在主控板500上安装有CPU510（即微控制单元，处理器），水平加速度传感器芯片520，其中，CPU510上安装有用以采集对应水平加速度传感器芯片520、垂直加速度传感器芯片330、陀螺仪芯片310以及温度传感器芯片320的电压值的采集模块530，用以将电压值转换成加速度的转换模块540，用以计算倾角值的计算模块550，以及用以判断水平加速度传感器芯片520和陀螺仪芯片310是否存在故障的诊断模块560；
第一盖板140，位于第一腔体120的上方，用以密封第一腔体120，且第一盖板140与壳体100之间通过紧固件相连，其中，在第一盖板140上设置有观察窗141，与水平仪200的位置相对应；
第二盖板150，位于第二腔体130的上方，用以密封第二腔体130，且第二盖板150与壳体100之间通过紧固件相连；
至少一个连接器160，安装于壳体100上，其中，连接器160通过导线与电源板400和主控板500相连。
本发明提供的一种小型智能化倾角传感器，其体积小、重量轻，且安装、维护方便，其中，通过内置有温度传感器芯片320的陀螺仪芯片310，垂直加速度传感器芯片330以及水平加速度传感器芯片520，从而提高检测精度，保证传感器使用的可靠性，另外，本发明中的水平仪200不依靠电气，因此在安装过程中无需进行上电调平，即可检测传感器是否安装平稳，其操作方便、可靠。
在本实施例中，本发明中的倾角传感器还具有上电自检、定时诊断以及触发式诊断功能，其中，上电自检指的是传感器在上电后，给水平加速度传感器芯片520、垂直加速度传感器芯片330、陀螺仪芯片310发出自检控制信号，检查对应芯片的获取是否正常，检测电源板400的获取是否异常。定时诊断指的是传感器的定时自检，同时在工作过程中，也会对数据的有效性进行检测，例如，水平加速度传感器芯片520中的水平倾角和垂直加速度传感器芯片330中的水平倾角之间的差值是否差异过大，陀螺仪芯片310的角速度是否过大，检测倾角值是否超过最大值。触发式诊断指的是上位机在需要的时候给传感器发送自检命令，传感器中断测量执行自检。
进一步优选地，陀螺仪芯片310和温度传感器芯片320集成设置，形成陀螺仪组件，或者陀螺仪芯片310和温度传感器芯片320分体设置。
优选地，如图1至图6所示，水平仪200的两端通过紧固件安装于第一腔体120内。
在本实施例中，通过第一盖板140上的观察窗141，能够在不打开第一腔体120的情况下，快速知晓当前传感器安装的位置是否处于水平状态，而水平仪200安装的紧固件不仅作为水平仪200的固定部件，而且还能作为水平仪200初始状态（安装时）的调平，保证后续垂直加速度传感器芯片330和水平加速度传感器芯片520检测数据的可靠性。
进一步优选地，在第一腔体120内还安装有一个透明板170，其中，该透明板170位于第一盖板140和水平仪200之间。
在本实施例中，通过增设透明板170，一方面对于水平仪200形成保护，避免水平仪200发生损坏，另一方面与第一腔体120的底壁之间形成“夹持”形态，实现水平仪200在垂直方向上的限位，保证传感器即使在恶劣的工作环境中，其安装位置仍不发生偏移、转向，进而提高垂直加速度传感器芯片330和水平加速度传感器芯片520数据检测的可靠性。
优选地，如图1至图6所示，电源板400与主控板500呈上下层叠设置，且电源板400与主控板500之间存有间隙，并通过紧固件将电源板400和主控板500安装于第二腔体130的底壁，辅控板300安装于第二腔体130的侧壁，其中，辅控板300与第二腔体130侧壁之间存有间隙，主控板500与第二腔体130底壁之间存有间隙。
在本实施例中，电源板400与主控板500之间设置有间隙，主控板500与第二腔体130底壁之间设置间隙，以及辅控板300与第二腔体130侧壁之间存有间隙，从而保证传感器的绝缘、耐压性能，进而延长传感器的使用寿命。
进一步优选地，电源板400与主控板500之间通过第一套筒180相分离，辅控板300与第二腔体130侧壁之间通过第二套筒190相分离。
在本实施例中，通过第一套筒180使得电源板400与主控板500之间存在间隙，通过第二套筒190使得辅控板300与第二腔体130侧壁之间存在间隙，而套筒具有一定的强度，从而保证传感器的绝缘、耐压性能，进而延长传感器的使用寿命。
优选地，如图1至图6所示，连接器160通过橡胶垫安装于壳体100上，从而提高传感器的防水性能，进一步优选地，在连接器160内进行灌胶处理，从而进一步提高传感器的防水性能。
进一步优选地，连接器160的数量为两个，且两个连接器160并排设置，其中，两个连接器160均与电源板400和主控板500相连，从而实现多个传感器的级联组网，扩大传感器的使用场景。
本发明还提供一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，如图6和图7所示，包括：
步骤S1：采集各个芯片对应的电压值，其中，包括：通过水平加速度传感器芯片520获取电压值
Figure 211885DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 885629DEST_PATH_IMAGE003
以及
Figure 32577DEST_PATH_IMAGE004
，通过垂直加速度传感器芯片330获取电压值
Figure 857313DEST_PATH_IMAGE005
，通过陀螺仪芯片310获取电压值为
Figure 773317DEST_PATH_IMAGE006
，以及通过温度传感器芯片320获取电压值
Figure 494148DEST_PATH_IMAGE007
；
步骤S2：根据步骤S1获取的各个电压值，通过预设方式将电压值转换成加速度，其中，将水平加速度传感器芯片520获取的电压值
Figure 193638DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 326997DEST_PATH_IMAGE003
以及
Figure 484308DEST_PATH_IMAGE004
分别对应转换成水平加速度
Figure 605848DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 506808DEST_PATH_IMAGE009
以及
Figure 194141DEST_PATH_IMAGE010
，将垂直加速度传感器芯片330获取的电压值
Figure 725617DEST_PATH_IMAGE005
转换成垂直加速度
Figure 865611DEST_PATH_IMAGE011
，将陀螺仪芯片310获取的电压值
Figure 835841DEST_PATH_IMAGE006
，和温度传感器芯片320获取的电压值
Figure 377681DEST_PATH_IMAGE007
，转换成陀螺仪角速度
Figure 80058DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤S3：根据步骤S2获取的各个加速度，通过公式
Figure 972927DEST_PATH_IMAGE030
，计算得到倾角值
Figure 215690DEST_PATH_IMAGE033
、
Figure 815298DEST_PATH_IMAGE015
以及
Figure 750893DEST_PATH_IMAGE032
，并通过巴特沃兹滤波器对
Figure 865480DEST_PATH_IMAGE031
和
Figure 849617DEST_PATH_IMAGE050
进行滤波处理，得到
Figure 631628DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 472545DEST_PATH_IMAGE035
，
Figure 277690DEST_PATH_IMAGE021
表示重力加速度；
步骤S4：根据步骤S3获得的倾角值
Figure 127834DEST_PATH_IMAGE034
和
Figure 498773DEST_PATH_IMAGE035
，以及根据步骤S2获得的陀螺仪角速度
Figure 713853DEST_PATH_IMAGE012
，进行自检，获得
Figure 534523DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure 188358DEST_PATH_IMAGE040
；
步骤S5：通过卡尔曼滤波器对
Figure 617066DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 799785DEST_PATH_IMAGE039
进行滤波处理，得到最终的倾角
Figure 641839DEST_PATH_IMAGE041
，并将其输出。
进一步优选地，步骤S2包括：
步骤S21：根据预设存储的零点电压对
Figure 771469DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 851421DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 736200DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 534392DEST_PATH_IMAGE005
、
Figure 467713DEST_PATH_IMAGE006
以及
Figure 667750DEST_PATH_IMAGE007
进行修正处理，得到对应的
Figure 457852DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 946602DEST_PATH_IMAGE053
、
Figure 480351DEST_PATH_IMAGE054
、
Figure 738157DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 699160DEST_PATH_IMAGE055
以及
Figure 471944DEST_PATH_IMAGE027
；
步骤S22：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线，获取相应的温度值
Figure 543805DEST_PATH_IMAGE028
；
步骤S23：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线和传感器温漂系数，获取对应的水平横向加速度
Figure 921697DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 53601DEST_PATH_IMAGE009
，纵向水平加速度
Figure 313681DEST_PATH_IMAGE010
，垂直加速度
Figure 126916DEST_PATH_IMAGE011
，以及陀螺仪角速度
Figure 421631DEST_PATH_IMAGE012
。
进一步优选地，步骤S3包括：
步骤S31：通过平均值滤波器将
Figure 662120DEST_PATH_IMAGE010
进行滤波后获取纵向加速度
Figure 412426DEST_PATH_IMAGE056
，由于该值不需要快速响应，故可进行较长时间的平均值滤波；
步骤S32：按照公式
Figure 91669DEST_PATH_IMAGE013
，计算得到对应的倾角
Figure 975311DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 652280DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 886952DEST_PATH_IMAGE016
，其中，
Figure 838728DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 45718DEST_PATH_IMAGE016
表示水平倾角，
Figure 690326DEST_PATH_IMAGE015
表示俯仰角，
Figure 146715DEST_PATH_IMAGE021
表示重力加速度；
步骤S33：通过巴特沃兹滤波器对
Figure 105444DEST_PATH_IMAGE017
、
Figure 963679DEST_PATH_IMAGE016
进行滤波处理，获取对应的水平倾角
Figure 44767DEST_PATH_IMAGE019
、
Figure 191715DEST_PATH_IMAGE020
，从而消除高频干扰。
进一步优选地，步骤S4包括：
步骤S41：若
Figure 485293DEST_PATH_IMAGE057
和
Figure 463613DEST_PATH_IMAGE058
的差值小于或者等于预设差值时，则获得平均值
Figure 450024DEST_PATH_IMAGE048
；若
Figure 84267DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 447115DEST_PATH_IMAGE020
的差值大于预设差值时，则获得水平加速度传感器芯片520故障信号；
步骤S42：若陀螺仪角速度
Figure 217625DEST_PATH_IMAGE012
小于或者等于预设数值时，则通过积分滤波器进行积分处理，获取角速度变化值
Figure 374937DEST_PATH_IMAGE059
，若陀螺仪角速度
Figure 558794DEST_PATH_IMAGE012
大于预设数值时，则获得陀螺仪芯片310故障信号。
进一步优选地，根据步骤S41获得水平加速度芯片故障信号，进行自检，其中，包括：
步骤S411：判断其中一个水平加速度传感器芯片520是否正常，若是，则获取对应的倾角，并将该倾角作为
Figure 397437DEST_PATH_IMAGE060
输出，若否，则继续判断另一个水平加速度传感器芯片520是否正常；
步骤S412：若是，则获取该水平加速度芯片所对应的倾角，并将该倾角作为
Figure 84770DEST_PATH_IMAGE048
输出，若否，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU510。
进一步优选地，根据步骤S42获得水平加速度芯片故障信号，其中，包括：
步骤S421：若自检正常，则获取对应角速度变化值
Figure 699070DEST_PATH_IMAGE049
，若自检不正常，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU510。
本发明提供的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，采用巴特沃兹滤波器和卡尔曼滤波器的双重滤波器，保证了传感器在强振动环境下对倾角的高精度、稳定测量，同时也避免了FIR滤波器对硬件要求较高的问题，另外，通过俯仰角的获取，能够实现传感器在安装过程中俯仰方向的调平，以及通过对传感器工作所在地的重力加速度进行测量，用以补偿重力加速度变化而导致的测量结果的误差。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (7)

1.一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：采集各个芯片对应的电压值，其中，包括：通过水平加速度传感器芯片获取电压值
Figure 655636DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 24617DEST_PATH_IMAGE006
以及
Figure 685406DEST_PATH_IMAGE008
，通过垂直加速度传感器芯片获取电压值
Figure 30937DEST_PATH_IMAGE010
，通过陀螺仪芯片获取电压值
Figure 827902DEST_PATH_IMAGE012
，以及通过温度传感器芯片获取电压值
Figure 626093DEST_PATH_IMAGE014
；
步骤S2：根据步骤S1获取的各个电压值，通过预设方式将电压值转换成加速度，其中，将水平加速度传感器芯片获取的电压值
Figure DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure DEST_PATH_IMAGE016
以及
Figure 838080DEST_PATH_IMAGE008
分别对应转换成水平加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 628182DEST_PATH_IMAGE020
以及
Figure 523456DEST_PATH_IMAGE022
，将垂直加速度传感器芯片获取的电压值
Figure 791627DEST_PATH_IMAGE010
转换成垂直加速度
Figure 580591DEST_PATH_IMAGE024
，将陀螺仪芯片获取的电压值
Figure 151381DEST_PATH_IMAGE012
，和温度传感器芯片获取的电压值
Figure 924165DEST_PATH_IMAGE014
，转换成陀螺仪角速度
Figure DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤S3：根据步骤S2获取的各个加速度，通过公式
Figure DEST_PATH_IMAGE028
，计算得到倾角值
Figure DEST_PATH_IMAGE030
、
Figure DEST_PATH_IMAGE032
以及
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，并通过巴特沃兹滤波器对
Figure 74655DEST_PATH_IMAGE035
和
Figure DEST_PATH_IMAGE036
进行滤波处理，得到
Figure DEST_PATH_IMAGE038
和
Figure DEST_PATH_IMAGE040
，其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
表示重力加速度。
2.根据权利要求1所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，步骤S2包括：
步骤S21：根据预设存储的零点电压对
Figure 590562DEST_PATH_IMAGE015
、
Figure 191308DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 326754DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 671148DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 575650DEST_PATH_IMAGE012
以及
Figure 612876DEST_PATH_IMAGE014
进行修正处理，得到对应的
Figure DEST_PATH_IMAGE044
、
Figure DEST_PATH_IMAGE046
、
Figure DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure DEST_PATH_IMAGE052
以及
Figure DEST_PATH_IMAGE054
；
步骤S22：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线，获取相应的温度值
Figure DEST_PATH_IMAGE056
；
步骤S23：根据预设的温度、传感器芯片电压标定曲线和传感器温漂系数，获取对应的水平横向加速度
Figure 110984DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 259069DEST_PATH_IMAGE020
，纵向水平加速度
Figure 877132DEST_PATH_IMAGE022
，垂直加速度
Figure 85260DEST_PATH_IMAGE024
，以及陀螺仪角速度
Figure 929719DEST_PATH_IMAGE026
。
3.根据权利要求1所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，步骤S3包括：
步骤S31：通过平均值滤波器将
Figure 615915DEST_PATH_IMAGE022
进行滤波后获取纵向加速度
Figure DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤S32：按照公式
Figure 757659DEST_PATH_IMAGE028
，计算得到对应的倾角
Figure 136688DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 327498DEST_PATH_IMAGE032
、
Figure 958330DEST_PATH_IMAGE034
，其中，
Figure 285406DEST_PATH_IMAGE030
，
Figure 835336DEST_PATH_IMAGE034
表示水平倾角，
Figure 388809DEST_PATH_IMAGE032
表示俯仰角，
Figure 947966DEST_PATH_IMAGE042
表示重力加速度；
步骤S33：通过巴特沃兹滤波器对
Figure 395128DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 991325DEST_PATH_IMAGE034
进行滤波处理，获取对应的水平倾角
Figure 156727DEST_PATH_IMAGE059
、
Figure DEST_PATH_IMAGE060
。
4.根据权利要求1所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，还包括步骤S4：根据步骤S3获得的倾角值
Figure 129363DEST_PATH_IMAGE061
和
Figure DEST_PATH_IMAGE062
，以及根据步骤S2获得的陀螺仪角速度
Figure 227769DEST_PATH_IMAGE026
，进行自检，获得
Figure DEST_PATH_IMAGE064
和
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；步骤S5：通过卡尔曼滤波器对
Figure 526026DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 54090DEST_PATH_IMAGE066
进行滤波处理，得到最终的倾角
Figure DEST_PATH_IMAGE068
，并将其输出。
5.根据权利要求4所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，步骤S4包括：
步骤S41：若
Figure 220629DEST_PATH_IMAGE061
和
Figure 252171DEST_PATH_IMAGE062
的差值小于或者等于预设差值时，则获得平均值
Figure 314804DEST_PATH_IMAGE064
；若
Figure 454799DEST_PATH_IMAGE059
和
Figure 766307DEST_PATH_IMAGE060
的差值大于预设差值时，则获得水平加速度传感器芯片故障信号；
步骤S42：若陀螺仪角速度
Figure 308147DEST_PATH_IMAGE026
小于或者等于预设数值时，则通过积分滤波器进行积分处理，获取角速度变化值
Figure DEST_PATH_IMAGE069
，若陀螺仪角速度
Figure 682627DEST_PATH_IMAGE026
大于预设数值时，则获得陀螺仪芯片故障信号。
6.根据权利要求5所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，根据步骤S41获得水平加速度芯片故障信号，进行自检，其中，包括：
步骤S411：判断其中一个水平加速度传感器芯片是否正常，若是，则获取对应的倾角，并将该倾角作为
Figure DEST_PATH_IMAGE070
输出，若否，则继续判断另一个水平加速度传感器芯片是否正常；
步骤S412：若是，则获取该水平加速度芯片所对应的倾角，并将该倾角作为
Figure 575497DEST_PATH_IMAGE070
输出，若否，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU。
7.根据权利要求5所述的一种获取小型智能化倾角传感器倾角的方法，其特征在于，根据步骤S42获得水平加速度芯片故障信号，其中，包括：
步骤S421：若自检正常，则获取对应角速度变化值
Figure DEST_PATH_IMAGE071
，若自检不正常，则获取故障信号，并将该故障信号上传至CPU。
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