[實(shí)用新型]一種移動(dòng)測量與檢測系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320270405.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN203366016U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李慶華;梅光偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢濱湖電子有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05B19/04
• 分類號(hào): G05B19/04
• 代理公司: 武漢帥丞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器的數(shù)據(jù)融合與同步控制，特涉及一種移動(dòng)測量與檢測系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器。

背景技術(shù)

目前，在車載移動(dòng)測量與檢測領(lǐng)域，會(huì)用到很多諸如：線陣CCD、面陣CCD、激光掃描儀、智能線激光識(shí)別相機(jī)、慣性測量單元等各種類型的傳感器，這些傳感器檢測的數(shù)據(jù)必須與載車的移動(dòng)距離或點(diǎn)位坐標(biāo)保持對(duì)應(yīng)關(guān)系才有意義，同時(shí)傳感器必須同步工作，有序采集才能保證數(shù)據(jù)信息的有效融合，才能為后續(xù)道路養(yǎng)護(hù)GIS數(shù)據(jù)庫、構(gòu)建數(shù)字地形圖提供高效、精確的數(shù)據(jù)源。如何將各種不同的傳感器信號(hào)同步傳輸成為本領(lǐng)域有待解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)背景技術(shù)的不足，本實(shí)用新型通過同步數(shù)據(jù)處理器與IMU單元、GPS?OEM板、變頻控制器相連，?GPS?OEM板與同步數(shù)據(jù)處理器和變頻控制器相互連；變頻控制器通過濾波器與編碼器相連的方式，實(shí)現(xiàn)了傳感器的高度集成與同步控制，使系統(tǒng)精簡、緊湊，特別對(duì)于車載系統(tǒng)，由于空間有限，這點(diǎn)尤為重要；其次本系統(tǒng)通過“本機(jī)時(shí)間”與GPS時(shí)間關(guān)聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的融合與同步。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種移動(dòng)測量與檢測系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器，包括GPS?OEM板、編碼器、IMU單元、變頻控制器和同步數(shù)據(jù)處理器，其特征在于：所述的同步數(shù)據(jù)處理器與IMU單元、GPS?OEM板、變頻控制器相連，?GPS?OEM板與同步數(shù)據(jù)處理器和變頻控制器相互連；變頻控制器通過濾波器與編碼器相連。其有益效果是：實(shí)現(xiàn)了傳感器的高度集成與同步控制，使系統(tǒng)精簡、緊湊，特別對(duì)于車載系統(tǒng)，由于空間有限，這點(diǎn)尤為重要；其次本系統(tǒng)通過“本機(jī)時(shí)間”與GPS時(shí)間關(guān)聯(lián)的方式，實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)的融合與同步。

如上所述的傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器，其特征在于：所述的同步數(shù)據(jù)處理器采用PC104總線架構(gòu)的嵌入式計(jì)算機(jī)。其有益效果是：結(jié)構(gòu)尺寸大大減小，同時(shí)將相關(guān)算法移植到功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)上來完成，以ARM+CPLD構(gòu)成的底板主要作為控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使得同步數(shù)據(jù)處理器層次分明，開發(fā)難度降低，軟件維護(hù)方便。

如上所述的傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器，其特征在于：所述的同步數(shù)據(jù)處理器還與景觀工控機(jī)、平整度工控機(jī)、路面工控機(jī)、三維路形系統(tǒng)和帶狀地形系統(tǒng)相連。其有益效果是：可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)工控機(jī)或系統(tǒng)的數(shù)據(jù)同步。

如上所述的傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器，其特征在于：所述的變頻控制器由CPLD和ARM組成。

附圖說明

附圖1：本實(shí)用新型的布局圖；

附圖2：本實(shí)用新型的原理框圖；

附圖3：變頻控制器主要電路；

附圖4：主要信號(hào)調(diào)理、電平轉(zhuǎn)換電路；

附圖5：GPS?OEM板接入電路。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。

為了滿足如線掃CCD、面陣CCD、激光掃描儀、智能線激光識(shí)別相機(jī)等傳感器的時(shí)空同步和外觸發(fā)工作，如附圖2所示，本實(shí)用新型的移動(dòng)測量與檢測系統(tǒng)傳感器數(shù)據(jù)融合與同步控制器，包括GPS?OEM板、編碼器、IMU單元、由CPLD和ARM組成的變頻控制器、同步數(shù)據(jù)處理器，本實(shí)用新型的布局如圖1所示。

同步數(shù)據(jù)處理器與IMU單元、GPS?OEM板、變頻控制器、以太網(wǎng)交換機(jī)以及各需要同步的工控機(jī)或系統(tǒng)相互連接，如圖2中所示的景觀工控機(jī)、平整度工控機(jī)、路面工控機(jī)、三維路形系統(tǒng)、帶狀地形系統(tǒng)；GPS?OEM板與同步數(shù)據(jù)處理器和變頻控制器相互連；變頻控制器通過濾波器與編碼器相連。

編碼器：用于測量距離的單元。編碼器與車輪同軸安裝，角速度相等，車輪走過單位的距離，編碼器會(huì)發(fā)出固定的脈沖數(shù)，通過計(jì)數(shù)脈沖的數(shù)量就可以得到車輪走過的距離。編碼器的數(shù)據(jù)通過濾波器濾波后，傳輸?shù)阶冾l控制器。

GPS?OEM板：用于接收GPS天線接收的衛(wèi)星信號(hào)，并實(shí)時(shí)的將經(jīng)緯度和時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵綌?shù)據(jù)處理器和變頻器中，其電路圖如附圖5所示。

IMU單元：慣性測量單元，用于測量此刻的姿態(tài)，包括翻滾、俯仰、航向三維角度，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵綌?shù)據(jù)處理器中。

變頻控制器：由CPLD和ARM組成，用于實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前的距離，并實(shí)時(shí)同步各個(gè)傳感器的工作。并按人為設(shè)定的距離同步觸發(fā)線掃相機(jī)、面陣相機(jī)、激光測距機(jī)、激光掃描儀等傳感器，變頻控制器電路如附圖3所示。