[實用新型]移動設備用獨立導航儀

有效

• 申請號: 201120448665.0
• 申請日: 2011-11-14
• 公開（公告）號: CN202361993U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 蔡士東;孫兆宇;牟建華;陳易
• 申請（專利權）人: 中國華錄·松下電子信息有限公司
• 主分類號: G01C21/18
• 分類號: G01C21/18
• 代理公司: 大連非凡專利事務所 21220
• 代理人: 閃紅霞

技術領域

本實用新型涉及一種導航儀，尤其是一種結構簡單、無需借助衛星信號即可獨立實現導航的移動設備用獨立導航儀。

背景技術

目前，移動設備（車、船等）基本上都是通過GPS導航系統實現導航。GPS導航系統主要由24顆衛星、空間網絡傳輸部分、地面接收設備等三部分組成，其工作過程是：導航衛星不斷地發射導航電文（衛星的空間坐標、星歷等相關信息），地面接收設備接收到該電文后可以從中得出衛星發送該電文的時間，然后計算衛星到地面接收設備的實際距離，最終確定具體時刻地面接收設備在地球上的具體位置。由于地面接收設備的空間坐標有三個未知數，加之還要引進一個Δt（衛星與接收機之間的時間差）作為未知數，所以至少需要接收四顆衛星的信號，通過四元方程組才可以確定該空間坐標，較為復雜。在實際導航工作過程中，衛星信號的傳輸也會因各種因素（惡劣天氣、復雜的地理地形、交通隧道、城市的建筑物等）的影響，而不能正常工作。另外，由于GPS導航系統所存儲的是一個很大的地圖文件，事先需要人為搜索需要的路線，然后根據衛星的實時定位結合人眼判斷，方可沿著搜索的路線前進，不能滿足無人操作的自動化移動設備的要求。??????????????????????????????????????????????????

發明內容

本實用新型是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種結構簡單、無需借助衛星信號即可獨立實現導航的移動設備用獨立導航儀。

本實用新型的技術解決方案是：一種移動設備用獨立導航儀，設有三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器及三軸地磁傳感器，所述三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器及三軸地磁傳感器均通過信號處理器與CPU相接，與CPU相接有存儲器。

本實用新型結構簡單，自身即可確定前進的方向與距離，可完全獨立地實現導航，避免了對衛星信號的依賴，從而可克服因衛星信號傳輸不暢對導航造成的影響。當移動設備在小范圍內移動時可獨立導航，移動設備在大范圍內移動時可輔助GPS導航系統實現導航。本實用新型還可計算前進的位移量，可通過事先為其輸入詳細的路線圖（包括前進的方向以及沿每一方向需要前進的距離），指引某一自動化設備（機器人等）按照固定的路線獨立運動。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的原理框圖。

具體實施方式

下面將結合附圖說明本實用新型的具體實施方式。如圖1所示：設有三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器及三軸地磁傳感器，所述三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器及三軸地磁傳感器均通過信號處理器與CPU相接，與CPU相接有存儲器。其中三軸陀螺儀和三軸加速度傳感器可以選用ST公司的集成模塊（LSM330DLC），該模塊是將三軸陀螺儀和加速度傳感器集成在一起，提高了芯片的集成度，更有利于降低成本；而地磁傳感器可以選用ALPS公司產品，型號HSCDTD001A。

工作原理及工作過程：??????????????????????????????????????????????????

三軸陀螺儀的作用就是感知移動設備繞空間三個坐標軸旋轉的角速度及轉角增量；三軸加速度傳感器輸出的是移動設備沿空間三個坐標軸的絕對加速度；地磁傳感器的作用就是一個指北儀，用于確定基準方向；信號處理器負責處理三軸陀螺儀、三軸加速度傳感器及三軸地磁傳感器所輸出的數據，然后再將處理的結果發送給CPU，其中存儲器存放的是路線文件。首先通過三軸地磁傳感器提供一個基準方向，然后結合三軸陀螺儀輸出的移動設備繞地球空間坐標系的Z軸旋轉的角度確定設備實際移動的方向，接下來就是計算移動設備沿著該方向前進的距離。移動距離是利用設備移動的加速度和移動時間（計算機計時）兩個參數，通過積分的方法計算出來的。CPU根據前進的方向和在此方向上移動的距離，結合存儲器中的路線文件實現導航。