[發明專利]基于慣性姿態傳感器的自穩定云臺

無效

• 申請號: 201210201385.9
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102707734A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 高同躍;唐瑞;龔振邦;羅均
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于加速度計和陀螺儀傳感器的自穩定云臺，其特征在于：包括傳感模塊（1）、主控單元（2）、云臺（3）、云臺驅動單元（4）；所述傳感模塊（1）由加速度計（11）、陀螺儀（12）組成，所述傳感模塊（1）固定在所述云臺（3）上；所述主控單元（2）通過數字I2C接口與所述加速度計（11）、所述陀螺儀（12）連接，所述主控單元（2）的PWM波形輸出端口連接所述云臺驅動單元（4）；所述云臺驅動單元（4）由俯仰軸舵機（41）、橫滾軸舵機（42）組成，所述云臺（3）螺釘固定在所述俯仰軸舵機（41）和所述橫滾軸舵機（42）的驅動軸上，使所述俯仰軸舵機（41）和所述橫滾軸舵機（42）分別驅動所述云臺（3）的俯仰運動和橫滾運動。

2.根據權利要求1所述的基于加速度計和陀螺儀傳感器的自穩定云臺，其特征在于：所述主控單元（2）使用加權法將所述加速度計（11）的信號和所述陀螺儀（12）的信號進行融合處理，獲得最優的姿態角；所述加權算法如下：

設所計算的姿態角為???????????????????????????????????????????????，其中??為俯仰角，??為橫滾角，姿態角的計算公式為：

其中為使用所述加速度計（11）數據計算得到的姿態角；為使用所述陀螺儀（12）數據計算得到的姿態角；式中為加權系數；

上述使用加速度計（11）數據計算得到的姿態角中計算俯仰角??的公式為；橫滾角??的計算公式為，其中、、分別為加速度計X、Y、Z軸測得的加速度值，g為重力加速度；

上述使用陀螺儀（12）數據計算得到的姿態角中計算俯仰角??的公式為；橫滾角??的計算公式為，其中k=1，2，……，n；n為正整數，其中和為k時刻的俯仰角和翻滾角；、分別是繞X、Y軸的轉動角速度；為采樣周期；

上述加權系數的計算公式為：，其中為衰減系數，，g為重力加速度。

3.根據權利要求1所述的基于加速度計和陀螺儀傳感器的自穩定云臺，其特征在于：所述加速度計（11）為三軸加速度計，所述陀螺儀（12）為三軸陀螺儀。