CN202442699U

CN202442699U - 一种抗磁干扰手持式姿态测量终端

Info

Publication number: CN202442699U
Application number: CN2012200104030U
Authority: CN
Inventors: 雷红路; 李祥明; 郑良章; 童跃斌; 李立言
Original assignee: JIANGSU ENICE NETWORK INFORMATION CO Ltd
Current assignee: JIANGSU ENICE NETWORK INFORMATION CO Ltd
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2022-01-11

Abstract

本实用新型公开了一种抗磁干扰手持式姿态测量终端，包括测量主控模块和测量传感模块，所述测量传感模块包括电子罗盘模块、陀螺仪模块、重力加速度传感模块，用于方位角的精确测量，解决单独使用电子罗盘测量方位角容易受磁场干扰的问题；测量主控模块与测量传感模块不需要通过刚性连接杆平行连接，在狭小空间也能进行测量。

Description

一种抗磁干扰手持式姿态测量终端

技术领域

本实用新型涉及需要实现精确姿态安装和测量的领域，具体涉及提供一种方法和抗磁干扰手持式终端设备，为待安装物体进行姿态确定、测量，典型的使用场景如移动基站天线的现场安装、测量等。此方法也可广泛适用于其他任何需要进行姿态确定测量的领域，如建筑、安装、装潢等。

背景技术

本专利申请是对专利（申请号：201120015392.0）的进一步改进。现有技术中，一种手持式姿态测量终端由测量终端本体和方位角测量模块组成；方位角测量模块和测量终端本体之间通过多芯电缆连接；测量终端本体与方位角测量模块之间设有连接杆，测量终端本体与方位角测量模块分别固定在连接杆上，并且相互保持平行；测量终端本体由CPU计算模块和与 CPU计算模块连接的显示模块、存储模块和键盘操作模块、无线传输模块、串口通信模块组成；所述显示模块用于实时显示当前测量到的姿态、地理位置等信息；所述存储模块用于存储采集到的姿态信息；方位角测量模块中包括：磁阻传感器模块用于方位角的测量；重力加速度传感器用于下倾角的测量；GPS模块用于海拔高度的测量、测量时间信息的获取、测量时所处地理位置信息的获取。现有技术的不足之处在于：测量终端采用“磁传感器”进行方位角的测量，而在实际使用情况下，有些待测物体具有磁性（如铁质），从而影响磁传感器的精度，导致测量结果不准；测量终端本体和方位角测量模块通过刚性连接杆连接，在空间比较狭小的场景下无法进行测量。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种改进的抗磁干扰手持式姿态测量终端，对具有磁性的待测物体的方位角进行测量时，不影响磁传感器的精度，保证测量结果准确；测量主控模块与测量传感模块不需要通过刚性连接杆平行连接，在狭小空间也能进行测量。

电子罗盘通过磁阻元件感应空间中地磁场的磁场强度来测量当前方向与磁北极的夹角从而得到方位角，由于地磁场的磁场强度非常小，电子罗盘极易受其周围磁性物质的影响，导致测量得到的方位角存在较大偏差。陀螺仪传感器利用科里奥利力效应测量旋转的角速度从而得到角度变化值，不受磁场干扰。在陀螺仪的旋转过程中，通过重力加速度传感器测量陀螺仪的下倾角和横滚角姿态，对陀螺仪传感器的角速度输出进行补偿，从而得到精确的角度变化值。本实用新型的抗磁干扰方案是：首先在待测物体周围无磁场干扰的位置利用电子罗盘模块测量得到初始方位角，在旋转测量传感模块至紧靠待测物体表面，通过陀螺仪模块和重力加速度传感模块测得移动过程中的方位角变化值，将该值与方位角初始值相加得到方位角最终值。使用电子罗盘模块、陀螺仪模块和重力加速度传感模块共同测量方位角，不再需要通过刚性平行连接杆将电子罗盘模块远离待测物体，从而使该抗磁干扰手持式姿态测量终端在空间比较狭小的场景下也可以进行测量。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种抗磁干扰手持式姿态测量终端，包括测量主控模块和测量传感模块，所述测量传感模块包括电子罗盘模块、陀螺仪模块、重力加速度传感模块，用于方位角的精确测量，解决单独使用电子罗盘测量方位角容易受磁场干扰的问题。

进一步的，所述测量主控模块和测量传感模块为一体设计。测量主控模块包括CPU计算模块、存储模块、显示模块、语音模块、键盘操作模块、无线传输模块。所述测量传感模块还包括GPS模块、气压传感模块。测量主控模块的CPU计算模块用于主程序控制；存储模块用于存储测量数据；显示模块包括液晶屏和数码管，用于显示用户操作界面和测量数据，语音模块用于语音播报测量提示语和测量数据；键盘操作模块用于用户输入控制命令；无线传输模块用于与服务器进行无线通信。

进一步的，所述测量主控模块和测量传感模块为分体设计。所述测量主控模块包括CPU计算模块、存储模块、显示模块、语音模块、键盘操作模块、串口通信模块、无线传输模块。所述测量传感模块还包括GPS模块、气压传感模块、通信模块。所述通信模块为串口通信模块或者无线传输模块，所述串口通信模块用于与测量主控模块进行有线通信；所述无线传输模块用于与测量主控模块进行无线通信。测量主控模块的CPU计算模块用于主程序控制；存储模块用于存储测量数据；显示模块包括液晶屏和数码管，用于显示用户操作界面和测量数据，语音模块用于语音播报测量提示语和测量数据；键盘操作模块用于用户输入控制命令；串口通信模块用于与测量传感模块进行有线通信；无线传输模块用于与服务器进行无线通信和与测量传感模块进行无线通信。

重力加速度传感模块还用于测量下倾角和横滚角；测量传感模块的GPS模块用于获取测量所处的绝对高度和地理位置；气压传感模块用于测量相对高度。

进一步的， GPS模块可以放置到测量主控模块中；测量传感模块还可以增加显示模块、键盘操作模块等，作为测量设备独立使用。

一种使用抗磁干扰手持式姿态测量终端的测量方法，包括下列步骤：

测量主控模块控制测量传感模块进入测量模式；

测量传感模块在没有磁场干扰的环境通过电子罗盘模块测得方位角初始值；

移动测量传感模块至紧靠待测物体表面，测量传感模块通过陀螺仪模块和重力加速度传感模块测得移动过程中的方位角变化值，将该值与方位角初始值相加得到方位角最终值，同时读取其他传感模块测得的其他数据；

测量主控模块与测量传感模块通信读取测量数据；

测量主控模块启动显示模块，显示实时测量数据；

测量主控模块启动语音模块，报告实时测量数据；

测量主控模块启动存储模块，存储当前的测量数据；

测量主控模块启动无线传输模块，将实时采集到的测量数据、测量时所处海拔高度、测量时所处地理位置、测量时间等发送到指定服务器。

附图说明

图1为本实用新型实施例1抗磁干扰手持式姿态测量终端的结构框图；

图2为本实用新型实施例2抗磁干扰手持式姿态测量终端的结构框图；

图3为本实用新型实施例3抗磁干扰手持式姿态测量终端的结构框图；

图4为本实用新型实施例1抗磁干扰手持式姿态测量终端的测量流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型再作进一步详细的说明。

实施例一：如图1所示，一种抗磁干扰手持式姿态测量终端，由测量主控模块10、测量传感模块20组成。

测量主控模块10由CPU计算模块11和与 CPU计算模块连接的存储模块12、键盘操作模块13、显示模块14、语音模块15、无线传输模块16和串口通信模块17组成。

测量传感模块20由GPS模块21、串口通信模块22、气压传感模块23、电子罗盘模块24、陀螺仪模块25和重力加速度传感模块26组成。

测量主控模块10的串口通信模块17和测量传感模块20的串口通信模块22之间通过多芯电缆30连接，进行串行通信。

CPU计算模块11用于主程序控制；存储模块12用于存储测量到的数据，便于以后进行查询和拷贝；键盘操作模块13用于用户输入控制命令；显示模块14用于显示用户界面；语音模块15用于语音播报测量提示语与测量数据；无线传输模块16用户将测量数据发送到指定服务器；串口通信模块17用于与测量传感模块进行有线通信。

GPS模块21用于获取测量终端所处的绝对高度和地理位置；气压传感模块23用于测量相对高度；电子罗盘模块24、陀螺仪模块25和重力加速度传感模块26用于测量方位角；重力加速度传感模块26还用于测量下倾角和横滚角；串口通信模块22用于与测量主控模块进行有线通信。

如图4所示，一种使用抗磁干扰手持式姿态测量终端的测量方法，包括下列步骤：

步骤1测量主控模块控制测量传感模块进入测量模式；

步骤2测量传感模块在没有磁场干扰的环境通过电子罗盘模块测得方位角初始值；

步骤3移动测量传感模块至紧靠待测物体表面，测量传感模块通过陀螺仪模块和重力加速度传感模块测得移动过程中的方位角变化值，将该值与方位角初始值相加得到方位角最终值，同时读取其他传感模块测得的其他数据；

步骤4测量主控模块与测量传感模块通信读取测量数据；

步骤5测量主控模块启动显示模块，显示实时测量数据；

步骤6测量主控模块启动语音模块，报告实时测量数据；

步骤7测量主控模块启动存储模块，存储当前的测量数据；

步骤8测量主控模块启动无线传输模块，将测量数据等信息发送到指定服务器。

步骤9测量结束。

实施例二：如图2所示，其与实施例一不同之处在于，测量主控模块与测量传感模块使用无线通信模块通过蓝牙、2.4G等形式进行无线通信，取代实施例一的串口通信模块。

实施例三：如图3所示，其与实施例一、实施例二的区别在测量主控模块与测量传感模块做成一体，而不是实施例一、实施例二的分离形式。

实施例三：其与实施例一、实施例二的区别在于测量传感模块的GPS模块放置到测量主控模块中。

实施例四：其与实施例一、实施例二的区别在于测量传感模块的气压传感模块放置到测量主控模块中。

实施例五：其与实施例一、实施例二的区别在于测量传感模块增加显示模块和键盘输入模块，使其可作为单独的测量设备使用。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围之内。

Claims

1.一种抗磁干扰手持式姿态测量终端，包括测量主控模块和测量传感模块，其特征是，所述测量主控模块包括CPU计算模块、存储模块、显示模块、语音模块、键盘操作模块、串口通信模块、无线传输模块，CPU计算模块分别与存储模块、显示模块、语音模块、键盘操作模块、串口通信模块、无线传输模块连接；所述测量传感模块包括电子罗盘模块、陀螺仪模块、重力加速度传感模块、GPS模块、气压传感模块、通信模块，用于方位角的精确测量，解决单独使用电子罗盘测量方位角容易受磁场干扰的问题；所述通信模块为串口通信模块或者无线传输模块，所述串口通信模块用于与测量主控模块进行有线通信；所述无线传输模块用于与测量主控模块进行无线通信；测量主控模块的串口通信模块和测量传感模块的串口通信模块之间通过多芯电缆连接，进行串行通信。

2.根据权利要求1所述的抗磁干扰手持式姿态测量终端，其特征是，所述测量主控模块和测量传感模块为一体设计。

3.根据权利要求1所述的抗磁干扰手持式姿态测量终端，其特征是，所述测量主控模块和测量传感模块为分体设计。

4.根据权利要求2所述的抗磁干扰手持式姿态测量终端，其特征是，测量主控模块的CPU计算模块用于主程序控制；存储模块用于存储测量数据；显示模块包括液晶屏和数码管，用于显示用户操作界面和测量数据，语音模块用于语音播报测量提示语和测量数据；键盘操作模块用于用户输入控制命令；无线传输模块用于与服务器进行无线通信。

5.根据权利要求3所述的抗磁干扰手持式姿态测量终端，其特征是，测量主控模块的CPU计算模块用于主程序控制；存储模块用于存储测量数据；显示模块包括液晶屏和数码管，用于显示用户操作界面和测量数据，语音模块用于语音播报测量提示语和测量数据；键盘操作模块用于用户输入控制命令；串口通信模块用于与测量传感模块进行有线通信；无线传输模块用于与服务器进行无线通信和与测量传感模块进行无线通信。

6.根据权利要求3所述的抗磁干扰手持式姿态测量终端，其特征是， GPS模块可以放置到测量主控模块中；测量传感模块还可以增加显示模块、键盘操作模块，作为测量设备独立使用。