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嵌入式MEMS-INS数据采集与处理系统的设计

更新时间：2020-03-28 20:06:22 大小：3M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：嵌入式mems数据采集 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

惯性导航技术利用惯性测量元件测量载体相对惯性空间的运动参数,最终用于确定载体的姿态、速度和位置等参数,现已成功地应用于航海、航天等诸多领域。微惯性测量单元MIMU作为一种特殊的组合型MEMS惯性传感装置,具有成本低、尺寸小等特点,已越来越多地应用于惯性导航系统中,形成了新一代的微惯导系统。MIMU输出的导航原始数据对导航最终精度有着至关重要的影响,而目前MIMU普遍存在着精度不高、稳定较差等问题,因此限制了其在高精度导航领域中的应用。本课题针对单一MIMU微惯导系统难以满足现代导航的高精度要求,通过对多MIMU组网、数据同步采集与处理技术进行研究,利用较高精度的主惯导对微惯导系统进行定期修正,以提高微惯导系统的导航精度,这对研究如何拓展MIMU在高精度导航领域中的应用有重要的现实意义。

  本文在分析MEMS惯性器件原理的基础上,针对其精度不高的问题,基于CAN总线设计了一种多通道MIMU数据同步采集系统,以期为后续数学平台实时解算提供真实可靠的数据源。该数据采集系统由数据采集模块、时间基准模块、数据管理模块、工控机端模块等组成。其中,时间基准模块保证了数据采集的同步性;数据管理模块和数据采集模块采用485主从式通信,确保了多路传感器数据有序的运行;数据管理模块与工控机端模块之间采用CAN通信方式,可保证通信的高可靠性和稳定性。采用altium designer对各模块电路进行PCB设计,采用C51语言进行单片机程序设计,以完成232、485、CAN通信功能和数据预处理功能,远程工控机端人机界面采用MFC设计,主要完成CAN通信功能、数据分离、处理、显示功能。

  最后介绍了系统各模块软硬件调试结果,对系统相关网络通信的误码率进行了测试,并在此基础上对固定于转台上的MIMU进行数据采集和分析:在研究小波去噪原理基础上,采用小波模极大值和小波阈值去噪法分别对采集到的静态、动态传感器数据进行去噪和重构,并对两种方法进行了评价和比较。实验结果表明:嵌入式MEMS-INS数据采集与处理系统的软硬件设计方案切实可行;CAN网络通信可靠性较高,多MIMU数据能有序地在CAN网络中传输,可为微惯性系统导航精度的最终提高提供稳定可靠的数据源。

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