CN220650887U - 一种基于gnss与mems的位姿指示装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，属于物体位姿测量技术领域，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，所述电脑通过信号线与位姿测量机体连接，所述天线杆于位姿测量机体的背面水平设置，并延伸至位姿测量机体的两侧，所述天线为螺旋天线，所述电池为充电电池，所述位姿测量机体内设有数据处理板，数据处理板上设有GNSS定位定向板卡，数据处理板连接有MEMS姿态传感器和超声波传感器。本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，解决了传统装置不便于室外使用和维修难的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型属于物体位姿测量技术领域，具体涉及一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置。
背景技术
GNSS是一种人造卫星导航定位系统，其覆盖陆、海、空，于地球表面或近地空间的任何地点，实现对位置、速度和时间信息的高精度定位，为用户提供全天候的3维坐标和速度以及时间信息。
MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统，其把信息的获取、处理和执行集成在一起，组成具有多功能的微型系统。MEMS相对于传统的机械，具有重量轻、能耗少、尺寸小的优点，其尺寸最大的不超过一个厘米，甚至仅仅为几个微米。
现有测量物体位姿的装置中，部分装置体型较大、结构复杂，不利于室外使用，且由于其结构复杂性，使得其损坏时，不便于维修。因此本实用新型提供一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，基于GNSS的定位定向板卡和MEMS姿态传感器，实现对物体的位姿进行测定。在确保物体位姿测量精度的同时，简化其结构，使其便于室外使用和维修。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，在不影响物体位姿测量精度的情况下，解决传统装置不便于室外使用和维修的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线。
进一步地，所述电脑通过信号线与位姿测量机体连接。
进一步地，所述天线杆于位姿测量机体的背面水平设置，并延伸至位姿测量机体的两侧。
进一步地，所述天线为螺旋天线。
进一步地，所述电池为充电电池。
进一步地，所述位姿测量机体内设有数据处理板，数据处理板上设有GNSS定位定向板卡。
进一步地，数据处理板连接有MEMS姿态传感器和超声波传感器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型结构简单、设计科学合理，使用方便，利用GNSS的定位定向板卡和MEMS姿态传感器体型小、功能强的特点，在确保物体位姿测量精度的同时，简化位姿测量装置的结构，使得其结构简单，重量轻，体型小，进而便于室外使用和维修。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
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，对本实用新型进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，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，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装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线。
本实用构简单、设计科学合理，使用方便，利用电脑对整个装置进行控制，电脑启动位姿测量机体后，GNSS的定位定向板卡利用天线接收到的卫星信号，融合航向解算算法精确解算出天线的位置信息，由于天线位于位姿测量机体上，从而可得出整个装置的位置信息；将MEMS姿态传感器置于被测物上，MEMS姿态传感器可将被测物的姿态信息传给数据处理板，数据处理板将处理后的信息传输给电脑，于电脑上显示，从而得到被测物的姿态信息；利用超声传感器，测量计算出被测物相对于整个装置的距离，再利用整个装置本身已确定的位置信息，经算法计算出被测物的位置信息。
本实用新型利用GNSS的定位定向板卡和MEMS姿态传感器体型小、功能强的特点，在确保物体位姿测量精度的同时，简化位姿测量装置的结构，使得其结构简单，重量轻，体型小，进而便于室外使用和维修。
实施例2
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，所述天线杆于位姿测量机体的背面水平设置，并延伸至位姿测量机体的两侧。
本实施例2中，给出了天线杆与位姿测量机体之间更加优选的连接方式，具体为:所述天线杆水平设置，并延伸至位姿测量机体的两侧。如此设计，使得天线杆上的天线能更好的接收卫星信号，进而使得利用卫星信号计算出的位置信息更加准确。
实施例3
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，所述天线为螺旋天线。
本实施例3中，给出了天线更加优选的结构，具体为：所述天线为螺旋天线，螺旋天线由特定弯曲的金属线条组成，此种结构，使得其能较好的接收微弱卫星信号。螺旋天线具有体积小、重量轻、结构稳定、耐热的优点，因而使用螺旋天线作为卫星信号接收天线，能在一定程度上减少使用成本。
实施例4
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，所述电池为充电电池。
本实施例4中，所述电池为充电电池，如此，使得于室外进行物体位姿测量时，方便携带，且能重复利用。
实施例5
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，所述位姿测量机体内设有数据处理板，数据处理板上设有GNSS定位定向板卡。
本实施例5中，所述位姿测量机体内设有数据处理板，数据处理板上设有GNSS定位定向板卡，如此，能测量出位姿测量机体本身的位置信息。GNSS定位定向板卡利用天线接收到的信号解算出天线的位置信息，由于天线位于位姿测量机体上的天线杆上，因此可将天线的位置信息视为位姿测量机体的位置信息。
实施例6
如图1所示，本实用新型提供的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线，数据处理板连接有MEMS姿态传感器和超声波传感器。
本实施例6中，所述数据处理板连接有MEMS姿态传感器和超声波传感器。如此，使得位姿测量机体能测量出被测物体的位姿信息。将MEMS姿态传感器置于被测物上，MEMS姿态传感器测量出被测物的姿态信息后，经由数据处理板，于电脑上将被测物的姿态信息显示出来。超声波传感器发出超声波脉冲，并于传感器视场内监听返弹的回波，经数据处理板计算超声波的飞行时间，得出被测物相对于位姿测量机体的距离。由位姿测量机体本身已确定的位置信息，和被测物相对于位姿测量机体的距离，经算法处理后，得出被测物的位置信息。
最后应说明的是：以上各实施例仅仅为本实用新型的较优实施例用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，当然更不是限制本实用新型的专利范围；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围；也就是说，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内；另外，将本实用新型的技术方案直接或间接的运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，包括用于测量物体位姿的位姿测量机体，位姿测量机体上连接有电脑，安装有天线杆和电池，天线杆上设有天线；
所述电脑通过信号线与位姿测量机体连接；
所述位姿测量机体内设有数据处理板，数据处理板上设有GNSS定位定向板卡；
数据处理板连接有MEMS姿态传感器和超声波传感器。
2.根据权利要求1所述的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，所述天线杆于位姿测量机体的背面水平设置，并延伸至位姿测量机体的两侧。
3.根据权利要求1所述的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，所述天线为螺旋天线。
4.根据权利要求1所述的一种基于GNSS与MEMS的位姿指示装置，其特征在于，所述电池为充电电池。
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