專利名稱：車載導(dǎo)航低精度陀螺自校正系統(tǒng)的制作方法
車載導(dǎo)航低精度陀螺自校正系統(tǒng)所屬技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及一種用于車載導(dǎo)航設(shè)備的陀螺系統(tǒng)，它基于民用級(jí)的低精度陀螺，可以 對(duì)陀螺的零點(diǎn)進(jìn)行自校正，提高精確度和穩(wěn)定性。
技術(shù)背景陀螺是一種角度或角速度的感測(cè)組件，用以量測(cè)載具的姿態(tài)與方向，是穩(wěn)定控制、慣性 導(dǎo)引與姿態(tài)量測(cè)的重要組件。當(dāng)今，高精度的激光陀螺、機(jī)械陀螺和中等精度的壓電晶體陀 螺在航空、航天、艦船、兵器、機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但是這些器件價(jià)格昂貴， 難以在民用的車載導(dǎo)航市場(chǎng)上大量普及使用。而民用級(jí)的低精度陀螺價(jià)格便宜，易于量產(chǎn)， 可以滿足車載導(dǎo)航在成本和大批量生產(chǎn)上的要求，但其缺點(diǎn)是零點(diǎn)一致性差、溫度漂移嚴(yán)重， 為解決該問題當(dāng)前一般通過手工校正來保證陀螺零點(diǎn)的一致性，用加熱恒溫技術(shù)來改善陀螺 的溫虔漂移，但霈要大量人力物力去校正，且功耗大、體積大，準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，在使用中局限 性較大。 發(fā)明內(nèi)容為了使民用級(jí)的低精度陀螺能很好的應(yīng)用到車載導(dǎo)航終端上，本實(shí)用新型對(duì)原始陀螺的 輸出進(jìn)行了一定的濾波處理，同時(shí)設(shè)計(jì)的自校正的算法，可以很好的解決零點(diǎn)一致性差和溫 度漂移的問題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在陀螺的輸出端加上精密信號(hào)調(diào)理電 路，對(duì)陀螺輸出模擬信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，主要包括放大、濾波、積微分、應(yīng)變橋路平衡和線性 化等，以提高信噪比，易于傳輸并與后續(xù)環(huán)節(jié)相適配。對(duì)經(jīng)過調(diào)理后的信號(hào)使用自帶A/D轉(zhuǎn)換 電路的高性能微處理器對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，然后進(jìn)行自校正算法處理，并實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)陀螺的多 種狀態(tài)變化，隨時(shí)修正輸出。自校正算法基于一下幾個(gè)原則進(jìn)行各個(gè)陀螺的零點(diǎn)總在一個(gè)確定的范圍之內(nèi)變化；各 個(gè)陀螺的時(shí)漂和溫漂曲線雖不相同，但其變化的速率卻是緩慢的，且變化方向是單向的；陀 螺的機(jī)械性決定了其輸出的信號(hào)是連續(xù)的，不可突變的；本實(shí)用新型的有益效果是，可以彌補(bǔ)民用級(jí)的低精度陀螺在精確度和穩(wěn)定性上的不足，使之能滿足車載導(dǎo)航的要求。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖l是陀螺自校正系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是精密信號(hào)調(diào)理電路部分原理1中，陀蟝的輸出經(jīng)過精密信號(hào)調(diào)理電路的處理后，微處理器對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化， 并使用自校正的算法進(jìn)行修正，最后輸出。其中掉電存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)一些根據(jù)陀螺的自身 性能的變化計(jì)算的一些系統(tǒng)參數(shù)。圖2為電路原理圖，在電路圖中，輸入信號(hào)經(jīng)過電阻匹配之后，先用大小兩顆電容C48、 C47對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行平滑濾波，濾除高低頻干擾信號(hào)。因陀螺信號(hào)的變化率不大，可以用10uF 的電容對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行平滑。同時(shí)C47、 C45、 R44和R45組成對(duì)稱的刀型濾波電路盡可能 濾除微小噪聲，這對(duì)提高陀螺的角速度分辨率有很大的幫助，即使是微小的轉(zhuǎn)角信息都可如 實(shí)的反映出來，否則后續(xù)電路就很難辨別輸入信號(hào)的微小變化到底是噪聲還是轉(zhuǎn)角信息。另外，C44、 C46、 R40和R42接成對(duì)稱差分輸入，可以最大限度地抑制共模電壓對(duì)有用信號(hào)的影響，避免陀螺出來的原始信號(hào)被后續(xù)電路的偏置電壓進(jìn)行抬升或削減而導(dǎo)致陀螺的 真實(shí)零點(diǎn)受到影響。為了進(jìn)一步減小交流干擾，在輸出端加接一個(gè)低通濾波器(由R41、 R37、 C40和C41組成)，以濾除輸出電壓中的交流分量，使輸出電平更加穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1. 陀螺自校正系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于民用級(jí)的低精度陀螺，能自動(dòng)對(duì)陀螺的零點(diǎn)進(jìn)行校正，去除零點(diǎn)一致性誤差和溫度漂移誤差，輸出精確和穩(wěn)定的信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陀螺自校正系統(tǒng)，其特征是采用精密調(diào)理電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理， 然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，最后進(jìn)行自校正算法處理并輸出。
全文摘要
一種自校正陀螺系統(tǒng)。它基于民用級(jí)的低精度陀螺，采用精密信號(hào)調(diào)理電路和零點(diǎn)自校正算法對(duì)原始輸出進(jìn)行處理，解決低精度陀螺零點(diǎn)一致性差和溫度漂移的問題，大大提高陀螺的精確度和穩(wěn)定性，能很好滿足車載導(dǎo)航的需要。
文檔編號(hào)G01C21/10GK101256085SQ20071003774
公開日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月1日
發(fā)明者肖漢華 申請(qǐng)人:上海昂聯(lián)導(dǎo)航科技有限公司