摘要: |
微惯性测量组合(MIMU)具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的特点,在军事领域及民用领域有着广阔的应用前景。微小型MIMU/GPS组合导航系统可实现中等精度,低成本的导航系统。
本文结合MIMU和组合导航研究,简要介绍了一种MEMS加速度计的数据采集系统的结构原理与结构设计实现、MIMU的结构原理、惯性导航理论以及GPS/MIMU导航系统的基本结构。在理论基础上进行了以下设计:
首先根据MIMU低成本、小型化的要求,设计了一款二维MEMS加速度计的数据采集电路,采用PIC单片机采集二维MEMS加速度计的信号,并用LCD将载体二维加速度处理后的结果显示出来。
然后结合对MIMU结构原理和组合导航研究,设计了一款惯性导航系统的数据采集电路,采用一个A/D转换器,并通过一个模拟转换开关来切换信号,达到同时对三路MEMS加速度计信号和三路MEMS陀螺仪信号进行采样的目的;设计了低通滤波器对信号进行低通滤波;分析了电路中的干扰和抗干扰问题,并结合抗干扰措施进行了合理的PCB布线,保证数据采集系统的精度,采用C51语言编写和设计了系统的单片机软件;使用VC++设计了系统的上位软件,将载体的三维加速度和三维角速度在PC中实时显示出来;最后将系统的软件和硬件进行了联合调试,给出了测试结果与测试方法。
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