[發明專利]復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法及裝置

有效

• 申請號: 201611202510.2
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN107063181B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張延順;楊旭;郗小鵬;張國平;張建斌;王建;汪湛清;陳濤;李雪玲
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;天津航天中為數據系統科技有限公司;北京瑞爾天天科技有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C21/16
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王加貴

1.一種復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，所述測量方法包括：

獲取設置在調試臺上的陀螺儀采集的角速度和加速度計采集的加速度；

根據加速度計相對于調試臺的旋轉軸的距離、所述角速度及加速度計算基于加速度計的水平傾角；

根據所述角速度確定計算基于陀螺儀的水平傾角；

根據所述基于加速度計的水平傾角和基于陀螺儀的水平傾角確定所述調試臺的線加速運行時的干擾情況及當前水平傾角；

所述確定所述調試臺的線加速運行的干擾情況的方法包括：

分別計算所述基于加速度計的水平傾角的角度增量及所述基于陀螺儀的水平傾角的角度增量；

計算所述基于加速度計的水平傾角的角度增量與所述基于陀螺儀的水平傾角的角度增量的角度增量差值；

比較所述角度增量差值與設定閾值的大小確定干擾情況，當所述角度增量差值大于設定閾值時，則確定線加速運行的干擾大；否則確定線加速運行的干擾小；

如果線加速運行的干擾大，則所述基于陀螺儀的水平傾角為當前水平傾角；否則，根據所述基于加速度計的水平傾角和基于陀螺儀的水平傾角確定當前水平傾角。

2.根據權利要求1所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，所述基于加速度計的水平傾角的計算方法包括：

根據所述角速度和所述加速度計相對調試臺的旋轉軸的距離計算旋轉運動導致的干擾向心加速度；

根據所述加速度對所述干擾向心加速度進行補償，獲得補償向心加速度；

根據所述補償向心加速度確定基于加速度計的水平傾角。

3.根據權利要求1所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，所述基于陀螺儀的水平傾角的計算方法包括：對所述陀螺儀輸出的角速度進行積分。

4.根據權利要求1所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，根據以下公式確定當前水平傾角：

當前的水平傾角＝基于陀螺儀的水平傾角，線加速運行的干擾大；

當前的水平傾角＝α×基于加速度計的水平傾角+(1-α)×基于陀螺儀的水平傾角，線加速運行的干擾小；其中，α表示所述基于加速度計的水平傾角的權值。

5.根據權利要求4所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，α根據所述基于加速度計的水平傾角的角度增量及所述基于陀螺儀的水平傾角的角度增量確定。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量方法，其特征在于，所述水平傾角包括水平俯仰角和水平橫滾角。

7.一種復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括：

獲取模塊，與設置在調試臺上的陀螺儀和加速度計連接，用于獲取所述陀螺儀采集的角速度和所述加速度計采集的加速度；

第一計算模塊，與所述獲取模塊連接，用于根據加速度計相對于調試臺的旋轉軸的距離、所述角速度及加速度計算基于加速度計的水平傾角；

第二計算模塊，與所述獲取模塊連接，用于根據所述角速度計算基于陀螺儀的水平傾角；

確定模塊，用于根據所述基于加速度計的水平傾角和基于陀螺儀的水平傾角確定所述調試臺的線加速運行時的干擾情況及當前水平傾角；

所述確定模塊包括：

增量計算單元，用于分別計算所述基于加速度計的水平傾角的角度增量及所述基于陀螺儀的水平傾角的角度增量；

差值計算單元，用于計算所述基于加速度計的水平傾角的角度增量與所述基于陀螺儀的水平傾角的角度增量的角度增量差值；

比較單元，用于比較所述角度增量差值與設定閾值的大小確定干擾大小，當所述角度增量差值大于設定閾值時，則確定線加速運行的干擾大；否則確定線加速運行的干擾小；

傾角確定單元，與所述比較單元連接，用于根據所述比較單元的比較結果確定當前傾角；

如果線加速運行的干擾大，則所述基于陀螺儀的水平傾角為當前水平傾角；否則，根據所述基于加速度計的水平傾角和基于陀螺儀的水平傾角確定當前水平傾角。

8.根據權利要求7所述的復雜環境下多功能調試臺的水平傾角的測量裝置，其特征在于，所述第一計算模塊包括：

加速度計算單元，用于根據所述角速度和所述加速度計相對調試臺的旋轉軸的距離計算旋轉運動導致的干擾向心加速度；

補償單元，用于根據所述加速度對所述干擾向心加速度進行補償，獲得補償向心加速度；

傾角計算單元，根據所述補償向心加速度確定基于加速度計的水平傾角。