CN203464937U - 一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 - Google Patents
一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203464937U CN203464937U CN201320566986.XU CN201320566986U CN203464937U CN 203464937 U CN203464937 U CN 203464937U CN 201320566986 U CN201320566986 U CN 201320566986U CN 203464937 U CN203464937 U CN 203464937U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- analog
- signal output
- signal input
- digital converter
- gyroscope
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，其包括加速度仪、陀螺仪、电子罗盘、模数转换器、单片机和嵌入式计算机，其中，加速度仪、陀螺仪、电子罗盘均采用微电子机械系统器件，且信号输出端分别与模数转换器的信号输入端相连，模数转换器的信号输出端与单片机的信号输入端相连，单片机的信号输出端与嵌入式计算机的信号输入端相连；该系统体积小，质量轻，响应快，精度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及飞机仪表技术，尤其涉及一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统。
背景技术
在现有技术中，导航技术是飞行控制的最基本问题。惯性导航系统作为一种具有自主性的导航系统已经得到了广泛的应用，它主要由惯性测量装置(陀螺仪和加速度计)、计算机和稳定平台(捷联式为“数学”平台)组成。由陀螺和加速度计测量飞行器相对于惯性空间的角速度和线加速度，通过计算机进行导航解算，从而获得飞行器相对于某一基准的导航参数。但在一些小型运动测量设备中，由于被测量对象本身体积和重量很小，运动测量器件的质量和体积会直接影响被测物体的实际特性；例如小型无人直升机由于执行任务的特殊性，其本身的体积和重量都很小，因而要求导航系统上应用的运动测量设备既要保证一定精度，又能尽量减小导航设备的体积和重量，以达到改善飞行器性能的目的，现有技术中的惯性导航系统还解决不了这一问题。
随着微电子技术的发展，微电子机械系统(MEMS)器件应运而生，其具有体积微小、低功耗、质量轻、响应快、灵敏度高、成本低的优点，在运动测量领域逐步得到广泛应用。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型的可用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，借助MEMS器件，以克服现有的惯性导航系统不能兼顾高精度和小体积、轻重量的缺陷。
实用新型内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，可以提供小型无人直升机的姿态和航向角，且体积小，质量轻，精度高。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，包括加速度仪、陀螺仪、电子罗盘、模数转换器、单片机和嵌入式计算机，其中，加速度仪、陀螺仪、电子罗盘均采用微电子机械系统器件，且信号输出端分别与模数转换器的信号输入端相连，模数转换器的信号输出端与单片机的信号输入端相连，单片机的信号输出端与嵌入式计算机的信号输入端相连。
优选地，模数转换器的信号输出端与单片机的信号输入端之间通过同步串行接口相连；单片机的信号输出端与嵌入式计算机的信号输入端通过RS232接口相连。
优选地，加速度仪采用2个ANALOG DEVICES公司的ADXL202E双轴加速度计，陀螺仪采用3个NEC-TOKIN公司的Tokin CG-16D系列单轴静电陀螺仪，电子罗盘采用Honeywell公司的三轴磁阻传感器HMC2003。
本实用新型的有益效果是：
采用嵌入式处理器及基于微电子机械器件(MEMS)的导航传感器设备，结合合理的软件、硬件设计，提高了导航系统的可靠性，同时设计了合理的信息融合算法，使得系统获得了稳定的姿态输出，从而提高了导航系统的精度及可靠性，满足了实际工程中对系统提出的体积小、精度高、响应快的性能要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是传感器的信息融合及滤波处理流程图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。
如图1所示，本实用新型的一具体实施例中，一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统包括加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3、模数转换器（英文简写为ADC）4、单片机（英文简写为MCU）5和嵌入式计算机6。
加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3均采用微电子机械系统(英文简写为MEMS)器件，加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3的信号输出端分别与模数转换器4的信号输入端相连，模数转换器4的信号输出端与单片机5的信号输入端相连，单片机5的信号输出端与嵌入式计算机6的信号输入端相连。模数转换器4的信号输出端与单片机5的信号输入端之间通过同步串行接口（SPI）相连。单片机5的信号输出端与嵌入式计算机6的信号输入端通过RS232接口相连。
本实施例中，加速度仪1采用2个ANALOG DEVICES公司的ADXL202E双轴加速度计，陀螺仪2采用3个NEC-TOKIN公司的Tokin CG-16D系列单轴静电陀螺仪，电子罗盘3采用Honeywell公司的三轴磁阻传感器HMC2003。
下面简述本实用新型的一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统的应用：首先依据图1构建该系统的硬件结构，再表示出机体坐标系、地水平坐标系以及小型无人直升机的姿态参数，然后进行各传感器数据标定，完成后进入工作状态；利用加速度计1、陀螺仪2测量小型直升机的空间三轴加速度、角速度，电子罗盘3可测量到因小型直升机航向或姿态的变化造成磁场在其各测量轴上的强度产生变化，依据这个变化来获得小型直升机的偏航角；加速度计1、陀螺仪2及电子罗盘3采用模拟电压输出方式，模数转换器4将这些模拟量转化为数字量，通过同步串行接口(SPI)与单片机5进行数据通讯。单片机5采集到模数转换完的数据后通过它的异步串行接口（RS232）与嵌入式计算机6通讯，最后由嵌入式计算机6依据图2所示流程完成传感器的信息融合及滤波处理，得到姿态航向信息。
上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例，不能以此来限定本实用新型的权利范围，因此，依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
Claims (3)
1.一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，其特征在于：包括加速度仪（1）、陀螺仪（2）、电子罗盘（3）、模数转换器（4）、单片机（5）和嵌入式计算机（6），其中，所述加速度仪（1）、陀螺仪（2）、电子罗盘（3）均采用微电子机械系统器件，且信号输出端分别与所述模数转换器（4）的信号输入端相连，所述模数转换器（4）的信号输出端与所述单片机（5）的信号输入端相连，所述单片机（5）的信号输出端与所述嵌入式计算机（6）的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，其特征在于：所述模数转换器（4）的信号输出端与所述单片机（5）的信号输入端之间通过同步串行接口相连；所述单片机（5）的信号输出端与所述嵌入式计算机（6）的信号输入端通过RS232接口相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，其特征在于：所述加速度仪（1）采用2个ANALOG DEVICES公司的ADXL202E双轴加速度计，所述陀螺仪（2）采用3个NEC-TOKIN公司的Tokin CG-16D系列单轴静电陀螺仪，所述电子罗盘（3）采用Honeywell公司的三轴磁阻传感器HMC2003。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320566986.XU CN203464937U (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320566986.XU CN203464937U (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203464937U true CN203464937U (zh) | 2014-03-05 |
Family
ID=50177291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320566986.XU Expired - Fee Related CN203464937U (zh) | 2013-09-12 | 2013-09-12 | 一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203464937U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106363625A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-01 | 杭州宇树科技有限公司 | 一种基于操控员足部位姿传感器的四足机器人遥操作方式 |
-
2013
- 2013-09-12 CN CN201320566986.XU patent/CN203464937U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106363625A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-02-01 | 杭州宇树科技有限公司 | 一种基于操控员足部位姿传感器的四足机器人遥操作方式 |
| CN106363625B (zh) * | 2016-10-13 | 2019-03-05 | 杭州宇树科技有限公司 | 一种基于操控员足部位姿传感器的四足机器人遥操作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102879793B (zh) | 超小型gps/ins/磁强计/气压计组合导航系统 | |
| CN101424534B (zh) | 惯性/重力组合导航半实物模拟装置 | |
| CN202904027U (zh) | 一种自主室内定位系统 | |
| CN102289306A (zh) | 姿态感知设备及其定位、鼠标指针的控制方法和装置 | |
| CN103323625B (zh) | 一种mems-imu中加速度计动态环境下的误差标定补偿方法 | |
| CN104019812A (zh) | 多传感器数据融合的航空线圈惯性导航装置 | |
| CN104316080A (zh) | 一种姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置 | |
| CN101487709A (zh) | 一种微小型惯性测量装置 | |
| CN104181573A (zh) | 北斗惯导深组合导航微系统 | |
| CN111781624B (zh) | 通用组合导航系统与方法 | |
| CN107270902B (zh) | 一种带有交叉轴耦合误差补偿的mems惯性测量单元 | |
| CN103644914A (zh) | 高精度微机电组合惯导装置 | |
| CN201397343Y (zh) | 惯性测量装置 | |
| CN203464937U (zh) | 一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统 | |
| CN101571395B (zh) | 微小型惯性组合导航参数测量方法 | |
| CN101021418A (zh) | 角速率及角度陀螺 | |
| CN102607509A (zh) | 基于浮点型dsp的运动载体姿态倾角测量方法及装置 | |
| CN202057801U (zh) | 基于bd、gps和dr的组合定位装置 | |
| CN106707906A (zh) | 四旋翼飞行器姿态监控系统 | |
| CN204788412U (zh) | 一种适用于小型无人直升机的惯性传感器组件 | |
| CN105241453A (zh) | 一种无人机导航系统及无人机 | |
| CN201116875Y (zh) | 微机械惯性导航装置 | |
| CN103809594A (zh) | 飞行器姿态检测与控制系统 | |
| CN205941923U (zh) | 基于gps和六加速度计组合的小型飞行器导航系统 | |
| CN111781626B (zh) | 多功能导航系统与方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140305 Termination date: 20160912 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |