[發(fā)明專利]一種室內(nèi)自主定位與定向的二維導(dǎo)航系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110256305.5
• 申請日: 2011-09-01
• 公開（公告）號: CN102436260A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳培;舒磊正;劉創(chuàng);韓潮
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01C21/16;G01S15/08
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種室內(nèi)自主定位與定向的二維導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：該二維導(dǎo)航系統(tǒng)包括有DSP數(shù)字信號處理器(1)、MEMS陀螺傳感器(2)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)(3)、左超聲波收發(fā)器(4)、右超聲波收發(fā)器(7)、左掃描舵機(jī)(5)和右掃描舵機(jī)(6)；其中：左掃描舵機(jī)(5)包括有左舵機(jī)本體(5A)、左舵機(jī)搖臂(5B)和左舵機(jī)轉(zhuǎn)軸(5C)；左舵機(jī)搖臂(5B)為T形搖臂，左舵機(jī)搖臂(5B)的一端繞左舵機(jī)轉(zhuǎn)軸(5C)旋轉(zhuǎn)，左舵機(jī)搖臂(5B)安裝在左舵機(jī)本體(5A)上；其中：右掃描舵機(jī)(6)包括有右舵機(jī)本體(6A)、右舵機(jī)搖臂(6B)和右舵機(jī)轉(zhuǎn)軸(6C)；右舵機(jī)搖臂(6B)為T形搖臂，右舵機(jī)搖臂(6B)的一端繞右舵機(jī)轉(zhuǎn)軸(6C)旋轉(zhuǎn)，右舵機(jī)搖臂(6B)安裝在右舵機(jī)本體(6A)上；

所述的DSP數(shù)字信號處理器(1)安裝在運動載體(10)上；

所述的MEMS陀螺傳感器(2)安裝在運動載體(10)上，且安裝方位需要保證MEMS陀螺傳感器(2)的三軸與運動載體(10)的坐標(biāo)系o_b-x_by_bz_b的三軸分別重合；MEMS陀螺傳感器(2)用于測量運動載體(10)在運動狀態(tài)下的三軸角速率信息F₂₁(ω_bx，ω_by，ω_bz)，ω_bx表示在坐標(biāo)系o_b-x_by_bz_b下繞x_b軸轉(zhuǎn)動的角速率分量，ω_by表示在坐標(biāo)系o_b-x_by_bz_b下繞y_b軸轉(zhuǎn)動的角速率分量，ω_bz表示在坐標(biāo)系o_b-x_by_bz_b下繞z_b軸轉(zhuǎn)動的角速率分量；

所述的轉(zhuǎn)向舵機(jī)(3)安裝在運動載體10的前端，轉(zhuǎn)向舵機(jī)搖臂31與運動載體(10)的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)相連；轉(zhuǎn)向舵機(jī)3用于操縱運動載體(10)實現(xiàn)轉(zhuǎn)向；

所述的左超聲波收發(fā)器(4)安裝在左舵機(jī)搖臂(5B)上，且保證左超聲波收發(fā)器(4)所發(fā)超聲波波束的方向與左舵機(jī)搖臂(5B)的指向相同；左超聲波收發(fā)器(4)根據(jù)收到的左超聲波測距脈沖信號F₁₄后發(fā)射出超聲波，然后當(dāng)左超聲波收發(fā)器(4)收到回波后，則輸出左距離脈沖信號F₄₁給DSP數(shù)字信號處理器(1)；

所述的右超聲波收發(fā)器(7)安裝在右舵機(jī)搖臂(6B)上，且保證右超聲波收發(fā)器(7)所發(fā)超聲波波束的方向與右舵機(jī)搖臂(6B)的指向相同；右超聲波收發(fā)器(7)根據(jù)收到的右超聲波測距脈沖信號F₁₇后發(fā)射出超聲波，然后當(dāng)右超聲波收發(fā)器(7)收到回波后，則輸出右距離脈沖信號F₇₁給DSP數(shù)字信號處理器(1)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種室內(nèi)自主定位與定向的二維導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：左超聲波收發(fā)器(4)和左掃描舵機(jī)(5)組成左側(cè)掃描測距單元；右超聲波收發(fā)器(7)和右掃描舵機(jī)(6)組成右側(cè)掃描測距單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種室內(nèi)自主定位與定向的二維導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于：DSP數(shù)字信號處理器(1)選用AnalogDevices公司生產(chǎn)的ADSP-BF537處理器；MEMS陀螺傳感器(2)選用InvenSense公司生產(chǎn)的ITG-3200陀螺儀；轉(zhuǎn)向舵機(jī)(3)選用輝盛公司的Tower?Pro?9805BB舵機(jī)，其舵機(jī)搖臂選取原裝的53.3mm直型搖臂；左掃描舵機(jī)(5)選用ESKY公司的EK2-0508型數(shù)字舵機(jī)，其舵機(jī)搖臂選取原裝的T形搖臂；右掃描舵機(jī)(6)選用ESKY公司的EK2-0508型數(shù)字舵機(jī)，其舵機(jī)搖臂選取原裝的T形搖臂；左超聲波收發(fā)器(4)選用上海芯源(中國)電子有限公司生產(chǎn)的SRF05超聲波傳感器，其探測范圍1cm～4m，精度可達(dá)3mm；右超聲波收發(fā)器(7)選用上海芯源(中國)電子有限公司生產(chǎn)的SRF05超聲波傳感器，其探測范圍1cm～4m，精度可達(dá)3mm。