[發明專利]車載導航低精度陀螺自校正系統

無效

• 申請號: 200710037747.4
• 申請日: 2007-03-01
• 公開（公告）號: CN101256085A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 肖漢華
• 申請（專利權）人: 上海昂聯導航科技有限公司
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C19/00;G01C21/26;G01C21/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本實用新型涉及一種用于車載導航設備的陀螺系統，它基于民用級的低精度陀螺，可以對陀螺的零點進行自校正，提高精確度和穩定性。

背景技術

陀螺是一種角度或角速度的感測組件，用以量測載具的姿態與方向，是穩定控制、慣性導引與姿態量測的重要組件。當今，高精度的激光陀螺、機械陀螺和中等精度的壓電晶體陀螺在航空、航天、艦船、兵器、機器人和工業自動化領域廣泛應用，但是這些器件價格昂貴，難以在民用的車載導航市場上大量普及使用。而民用級的低精度陀螺價格便宜，易于量產，可以滿足車載導航在成本和大批量生產上的要求，但其缺點是零點一致性差、溫度漂移嚴重，為解決該問題當前一般通過手工校正來保證陀螺零點的一致性，用加熱恒溫技術來改善陀螺的溫度漂移，但需要大量人力物力去校正，且功耗大、體積大，準備時間長，在使用中局限性較大。

發明內容

為了使民用級的低精度陀螺能很好的應用到車載導航終端上，本實用新型對原始陀螺的輸出進行了一定的濾波處理，同時設計的自校正的算法，可以很好的解決零點一致性差和溫度漂移的問題。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：在陀螺的輸出端加上精密信號調理電路，對陀螺輸出模擬信號進行預處理，主要包括放大、濾波、積微分、應變橋路平衡和線性化等，以提高信噪比，易于傳輸并與后續環節相適配。對經過調理后的信號使用自帶A/D轉換電路的高性能微處理器對信號進行數字化，然后進行自校正算法處理，并實時學習陀螺的多種狀態變化，隨時修正輸出。

自校正算法基于一下幾個原則進行：各個陀螺的零點總在一個確定的范圍之內變化；各個陀螺的時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；陀螺的機械性決定了其輸出的信號是連續的，不可突變的；

本實用新型的有益效果是，可以彌補民用級的低精度陀螺在精確度和穩定性上的不足，使之能滿足車載導航的要求。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是陀螺自校正系統的組成結構示意圖。

圖2是精密信號調理電路部分原理圖

圖1中，陀螺的輸出經過精密信號調理電路的處理后，微處理器對模擬信號進行數字化，并使用自校正的算法進行修正，最后輸出。其中掉電存儲模塊用于存儲一些根據陀螺的自身性能的變化計算的一些系統參數。

圖2為電路原理圖，在電路圖中，輸入信號經過電阻匹配之后，先用大小兩顆電容C48、C47對輸入信號進行平滑濾波，濾除高低頻干擾信號。因陀螺信號的變化率不大，可以用10uF的電容對輸入信號進行平滑。同時C47、C45、R44和R45組成對稱的JI型濾波電路盡可能濾除微小噪聲，這對提高陀螺的角速度分辨率有很大的幫助，即使是微小的轉角信息都可如實的反映出來，否則后續電路就很難辨別輸入信號的微小變化到底是噪聲還是轉角信息。

另外，C44、C46、R40和R42接成對稱差分輸入，可以最大限度地抑制共模電壓對有用信號的影響，避免陀螺出來的原始信號被后續電路的偏置電壓進行抬升或削減而導致陀螺的真實零點受到影響。為了進一步減小交流干擾，在輸出端加接一個低通濾波器(由R41、R37、C40和C41組成)，以濾除輸出電壓中的交流分量，使輸出電平更加穩定。