CN211291498U

CN211291498U - 一种多通道惯性导航试验系统

Info

Publication number: CN211291498U
Application number: CN202020347136.0U
Authority: CN
Inventors: 青泽; 牟东; 廉璞; 叶海福; 刘军
Original assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Current assignee: Institute of Electronic Engineering of CAEP
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-08-18
Anticipated expiration: 2030-03-18

Abstract

本实用新型提供了一种多通道惯性导航试验系统，涉及惯性导航试验技术领域。多通道惯性导航试验系统包括处理器以及与处理器电连接的输入输出模块、存储模块；输入输出模块用于与惯性导航设备连接，处理器用于通过输入输出模块与惯性导航设备实现交互通信，并对输入的数据进行逻辑处理，存储模块用于存储试验程序、试验数据以及试验结果。该系统能够有效缩短多套系统分别试验的时间，可保证每套系统的试验条件完全一致，可支持多种类型的硬件接口，具有一定的通用性。

Description

一种多通道惯性导航试验系统

技术领域

本实用新型涉及惯性导航试验技术领域，具体而言，涉及一种多通道惯性导航试验系统。

背景技术

惯性导航试验是验证惯性导航设备、算法和技术的重要手段。对于一项测算任务中，往往有多套不同类型的惯性导航系统可供选择。各套系统存在一定的差异，因此，需要对比各套系统的性能，以便选择性能最优的系统进行测算。对比各套系统的性能就需要对各套系统进行试验验证。

传统的试验方法只能每一套系统分别单独进行试验验证，或者临时设计和搭建适用于特定惯性导航设备的试验系统，这样的做法耗时长，无法做到对每次试验条件完全一致、且由于不同系统硬件接口等不同需要准备不同的试验平台，不具有通用性。

因此，设计一种惯性导航试验系统，能够有效缩短多套系统分别试验的时间，可保证每套系统的试验条件完全一致，可支持多种类型的硬件接口，具有一定的通用性，这是目前急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多通道惯性导航试验系统，其能够有效缩短多套系统分别试验的时间，可保证每套系统的试验条件完全一致，可支持多种类型的硬件接口，具有一定的通用性。

本实用新型提供一种技术方案：

一种多通道惯性导航试验系统包括处理器以及与所述处理器电连接的输入输出模块、存储模块；

所述输入输出模块用于与惯性导航设备连接，所述处理器用于通过所述输入输出模块与惯性导航设备实现交互通信，并对输入的数据进行逻辑处理，所述存储模块用于存储试验程序、试验数据以及试验结果。

在本实用新型较佳的实施例中，所述处理器包括处理器模块以及与处理器模块电连接的系统设置模块和专用输出模块，所述系统设置模块用于对试验系统进行设置，所述专用输出模块连接于所述存储模块，所述专用输出模块用于从所述存储模块读出试验数据和试验结果。

在本实用新型较佳的实施例中，所述输入输出模块包括多种类型的接口。

在本实用新型较佳的实施例中，所述接口包括RS-232、RS-422、RS-485、SCI、SPI、I2C、CAN、USB和AD中的至少一种。

在本实用新型较佳的实施例中，所述专用输出模块包括RS-232、RS-422、RS-485、SCI、SPI、I2C、CAN和USB中的至少一种。

在本实用新型较佳的实施例中，多通道惯性导航试验系统还包括电源模块，所述电源模块与所述处理器电连接，所述电源模块用于给各模块供电。

在本实用新型较佳的实施例中，所述输入输出模块、所述存储模块、所述系统设置模块、所述电源模块和所述处理器集成安装于一块印制电路板。

在本实用新型较佳的实施例中，多通道惯性导航试验系统还包括外壳，所述印制电路板安装于所述外壳内，所述输入输出模块的接口从所述外壳内伸出。

在本实用新型较佳的实施例中，所述电源模块包括相互电连接的电源转换器和电源输入接口，所述电源输入接口用于连接外部电源，所述电源转换器用于将电源转换后供给各模块。

在本实用新型较佳的实施例中，所述存储模块包括程序存储器、数据存储器和铁电存储器。

本实用新型提供的多通道惯性导航试验系统的有益效果是：

能够有效缩短多套系统分别试验的时间，可保证每套系统的试验条件完全一致，具有多个通道，可支持多种类型的硬件接口，具有一定的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多通道惯性导航试验系统一种的组成框图。

图2为本实用新型实施例提供的多通道惯性导航试验系统另一种的组成框图。

图3为本实用新型实施例提供的多通道惯性导航试验系统的结构示意图。

图4为图1中输入输出模块的串口通道的电路结构示意图。

图5为图1中输入输出模块的AD通道的电路结构示意图。

图6为图1中存储模块的电路结构示意图。

图7为图1中电源模块的电路结构示意图。

图8为本实用新型实施例提供的多通道惯性导航试验系统试验的流程图。

图标：100-多通道惯性导航试验系统；110-专用输出模块；120-处理器；130-输入输出模块；140-存储模块；141-程序存储器；142-数据存储器；143-铁电存储器；150-系统设置模块；151-系统设置器；152-设置输入接口；160-电源模块；161-电源转换器；162-电源输入接口；170-印制电路板；180-外壳；190-处理器模块；200-串口通道；210-AD通道；220-扩展串口；230-AD采集。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在一项试验任务中，需要利用惯性导航系统测量上电启动点的距离和姿态角，并实现特定的导航功能，要求测量误差和导航精度满足一定的要求。为此，设计了相对导航算法，并有四套不同类型的惯性导航系统可供选择。四套系统在启动时间、测量精度、储存容量、数据传输速率等方面有一定的差异，并且具有不同的硬件接口类型。为了对比四套惯性导航系统的性能差异，以便选择性能最优的系统实现上述功能，就需要利用这四套惯性导航系统进行试验验证。

传统的试验方法只能每一套系统分别单独进行试验验证，这样的做法耗时长，无法做到对每次试验条件完全一致、且由于不同系统硬件接口等不同需要准备不同的试验平台，不具有通用性。

本申请的实施例提供一种多通道惯性导航试验系统，其能够有效缩短多套系统分别试验的时间，可保证每套系统的试验条件完全一致，可支持多种类型的硬件接口，具有一定的通用性。

请参阅图1至图3，本实施例提供了一种多通道惯性导航试验系统100，多通道惯性导航试验系统100包括处理器120以及与处理器120电连接的输入输出模块130、存储模块140、电源模块160。输入输出模块130、存储模块140、电源模块160和处理器120集成安装于一块印制电路板170。多通道惯性导航试验系统100包括外壳180，印制电路板170安装于外壳180内，输入输出模块130的接口从外壳180内伸出。

其中，输入输出模块130用于与惯性导航设备连接，输入输出模块130包括多种类型的接口。每个接口可以连接一台惯性导航设备，用于实现该套惯性导航系统试验的输入输出，以使不同接口类型的惯性导航设备能够连接至试验系统，实现二者的交互通信。接口包括通用串行接口RS-232、通用串行接口RS-422、通用串行接口RS-485、串行通信接口SCI(全称：“Serial Communication Interface”)、串行外设接口SPI(全称：“SerialCommunication Interface”)、串行总线I2C(全称：“Inter-Integrated Circuit”)、控制器局域网CAN(全称：“Controller Area Network”)、USB、AD(全称：“Analog-to-Digital”，中文名：模数转换)中的至少一种。这样，多通道惯性导航试验系统100能够适配不同接口类型的惯性导航设备，具有一定的通用性。

请查阅图1，本实施例中，输入输出模块130包括四路串口通道200和两路AD通道210，这样，输入输出模块130能够同时连接四套串口通信惯导设备和两套输出模拟信号的惯导设备。

请查阅图4和图5，四路串口通道200包括两路RS-232和两路RS-485/422，其中一路RS-232和一路RS-485/422直接通过TMS320F2812中的SCIA和SCIB实现，另一路RS-232和RS-485/422则通过扩展串口220的芯片XR16C854实现，RS-232的实现选择MAX3323E芯片，RS-485/422则选择ADM2582E两路AD通道210利用AD采集230实现，AD采集230选用AD7606。

处理器120用于通过输入输出模块130与惯性导航设备实现交互通信，接收来自各个接口的输入并进行逻辑处理，同时根据试验需要将有关数据存储在存储模块140中。处理器120的选择可根据试验需求与规模的不同而选择不同类型、不同能力的处理器及其组合。

本实施例中，请查阅图1，处理器120选用数字信号处理器DSP，处理器120包括处理器模块190以及与处理器模块190电连接的专用输出模块110、系统设置模块150。

专用输出模块110连接于存储模块140，专用输出模块110用于从存储模块140读出试验数据和试验结果，以便进行数据的后续分析与处理。专用输出模块110包括多种类型的接口。接口包括通用串行接口RS-232、通用串行接口RS-422、通用串行接口RS-485、串行通信接口SCI(全称：“Serial Communication Interface”)、串行外设接口SPI(全称：“SerialCommunication Interface”)、串行总线I2C(全称：“Inter-Integrated Circuit”)、控制器局域网CAN(全称：“Controller Area Network”)和USB中的至少一种。这样，多通道惯性导航试验系统100能够适配不同接口类型的输入设备，具有一定的通用性。

系统设置模块150用于对试验系统进行设置，包括试验程序的烧写与下载、系统状态参数的配置等。系统设置模块150包括相互电连接的系统设置器151和设置输入接口152。系统设置器151与处理器模块190电连接，设置输入接口152用于电连接外部输入设备。

请查阅图2，处理器120还可以选用一般的处理器模块190，如复杂可编程逻辑器件CPLD(全称：“Complex Programmable Logic Device”)、现场可编程门阵列FPGA(全称：“Field Programmable Gate Array”)、单片机和数字信号处理器DSP(全称：“DigitalSignal Processor”)等。多通道惯性导航试验系统100包括与处理器模块190电连接的专用输出模块110、系统设置模块150。

存储模块140于存储试验程序、试验数据以及试验结果，存储模块140可根据试验需求与规模的不同而选择不同类型、不同容量的存储器及其组合，本实施例中，请查阅图6，存储模块140包括程序存储器141(FLASH)、数据存储器142(SRAM)和铁电存储器143。其中，程序存储器141的芯片选择AMD公司的AM29LV800B-990EI，数据存储器142的芯片则选择ISSI公司的IS61WV51216BLL，铁电存储器143选择FM25W256。

电源模块160用于给各模块供电。请查阅图7，电源模块160包括相互电连接的电源转换器161和电源输入接口162，电源转换器161选择DC/DC转换器RS-053.3SZ。电源输入接口162用于连接外部电源，电源转换器161用于将电源转换后供给各模块。

请参阅图8，多通道惯性导航试验系统100进行惯性导航试验的工作流程为：

S1：硬件设计

S11：通道匹配，根据进行试验的惯性导航设备的接口类型选择对应的输入输出模块130中的接口进行接口适配，连接各套试验设备。

S12：电源设计，根据试验的需要准备系统电源。

S2：软件设计

S21：程序编写调试，根据试验任务和需求，编写试验程序，并进行调试。

S22：程序下载，将调试完毕的程序通过系统设置模块150下载进处理器120中。

S3：试验进行和数据预处理，开始试验，在试验过程中，系统可根据程序设置对试验数据进行预处理。

S4：数据存储，试验过程中，系统自动将所需要的数据存储在存储模块140中。

S5：数据后处理与分析，试验结束后，通过专用输出模块110读取存储模块140中的数据，用于后续分析与处理。

本实施例提供的多通道惯性导航试验系统100的输入输出模块130包括多个不同类型的输入输出的接口，试验时，只需要用对应接口连接各惯性导航系统，即可实现不同系统的统一连接，例如，本实施例中接口包括RS-422、SPI、CAN和USB，则可以连接上述四套系统。

然后，将所设计的算法编写成相应的软件代码写入平台中，即软件代码存储在存储模块140中，并在处理器120中运行，并且根据试验要求设置对应的参数。这样，就可以利用本实施例提供的多通道惯性导航试验系统100将之前分散的四套系统集中成一个统一的试验系统。

统一的试验系统搭建好之后，就根据试验要求进行各项验证试验，例如跑车试验、温度试验、冲击试验等。试验中，各套惯性导航系统的数据分别经相应的接口传输到处理器120中，根据软件算法进行数据处理，再存储于存储模块140中。试验结束后，从存储模块140中将数据读出，对数据进行分析处理，即可对比各套系统的性能差异。

本实施例提供的多通道惯性导航试验系统100的有益效果：

1、系统结构简单，功能模块化，适应性广，通用性强，且具有一定的可扩展性。

2、多通道设计可满足多种不同类型的惯性导航设备同时试验，有效降低试验的经济成本和时间成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述多通道惯性导航试验系统包括处理器(120)以及与所述处理器(120)电连接的输入输出模块(130)、存储模块(140)；

所述输入输出模块(130)用于与惯性导航设备连接，所述处理器(120)用于通过所述输入输出模块(130)与惯性导航设备实现交互通信，并对输入的数据进行逻辑处理，所述存储模块(140)用于存储试验程序、试验数据以及试验结果。

2.根据权利要求1所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述处理器(120)包括处理器模块(190)以及与处理器模块(190)电连接的系统设置模块(150)和专用输出模块(110)，所述系统设置模块(150)用于对试验系统进行设置，所述专用输出模块(110)连接于所述存储模块(140)，所述专用输出模块(110)用于从所述存储模块(140)读出试验数据和试验结果。

3.根据权利要求1所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述输入输出模块(130)包括多种类型的接口。

4.根据权利要求3所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述接口包括RS-232、RS-422、RS-485、SCI、SPI、I2C、CAN、USB和AD中的至少一种。

5.根据权利要求2所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述专用输出模块(110)包括RS-232、RS-422、RS-485、SCI、SPI、I2C、CAN和USB中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，还包括电源模块(160)，所述电源模块(160)与所述处理器(120)电连接，所述电源模块(160)用于给各模块供电。

7.根据权利要求6所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述输入输出模块(130)、所述存储模块(140)、所述电源模块(160)和所述处理器(120)集成安装于一块印制电路板(170)。

8.根据权利要求7所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，包括外壳(180)，所述印制电路板(170)安装于所述外壳(180)内，所述输入输出模块(130)的接口从所述外壳(180)内伸出。

9.根据权利要求6所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述电源模块(160)包括相互电连接的电源转换器(161)和电源输入接口(162)，所述电源输入接口(162)用于连接外部电源，所述电源转换器(161)用于将电源转换后供给各模块。

10.根据权利要求1所述的多通道惯性导航试验系统，其特征在于，所述存储模块(140)包括程序存储器(141)、数据存储器(142)和铁电存储器(143)。