[發(fā)明專利]一種三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)感知裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710658356.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-04
• 公開（公告）號(hào): CN107291249A
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬胤剛;蔣輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽天眼智云信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司21107
• 代理人: 史力伏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)感知裝置。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)階段制造監(jiān)測行業(yè)與運(yùn)輸監(jiān)控行業(yè)過程正面向智能化、高速化、集成化方向發(fā)展，隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能檢測技術(shù)等高新技術(shù)的飛速發(fā)展，智能感知技術(shù)正參與到動(dòng)態(tài)監(jiān)測及智能采集過程中，而且這種技術(shù)在整個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。例如，重大設(shè)備、精密儀器、?；锲返蓉浧返陌踩\(yùn)輸問題都涉及到智能監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)用，在運(yùn)輸智能監(jiān)控系統(tǒng)中，車輛運(yùn)行的三維姿態(tài)的感知技術(shù)起到了及其重要的作用。當(dāng)車輛運(yùn)行姿態(tài)感知裝置會(huì)實(shí)時(shí)采集車輛運(yùn)行姿態(tài)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，當(dāng)超限時(shí)裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，駕駛員可以及時(shí)調(diào)整安全駕駛策略；路程結(jié)束后，駕駛員可以隨時(shí)查看歷史報(bào)警超限數(shù)據(jù)，并進(jìn)行大數(shù)據(jù)比對(duì)分析，得出安全預(yù)警信息，這樣極大程度的降低了運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)。

綜上，三維姿態(tài)智能感知技術(shù)對(duì)于保障運(yùn)輸安全、加強(qiáng)物品運(yùn)輸監(jiān)控和緊急事故預(yù)警具有十分重要的意義。現(xiàn)階段我們正需要這種科技前沿的智能感知電子裝置或儀器，來滿足各大行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)測需求。此種創(chuàng)新的高科技智能感知裝置的引入必將提高制造工業(yè)生產(chǎn)效率和降低運(yùn)輸行業(yè)物品損害程度，給社會(huì)上普遍需要工業(yè)過程監(jiān)控的行業(yè)都帶來了實(shí)用性的益處。

目前的運(yùn)輸行業(yè)和制造業(yè)生產(chǎn)線等的智能監(jiān)控領(lǐng)域中，缺乏現(xiàn)代化的前沿監(jiān)控技術(shù)手段，突出表現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行、車輛運(yùn)輸行駛等過程中，對(duì)被監(jiān)測設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)有如下缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)采集頻率低、數(shù)據(jù)采集精度低，感知傳感器數(shù)字分辨率有限，處理器模塊功能不夠強(qiáng)大，實(shí)時(shí)分析處理能力不足，有線通訊接口單一等，導(dǎo)致智能監(jiān)控過程中重要數(shù)據(jù)信息無法及時(shí)匯報(bào)和存儲(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)感知裝置，其處理器主頻高（高達(dá)180M），傳感器分辨率高(角度分辨率0.5°），裝置精度高（滿量程相對(duì)精度達(dá)到2‰）。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案，包括主控模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、用于為各模塊提供工作電源的電壓轉(zhuǎn)換模塊、RS485串行通訊模塊、姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、超限數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及USB上位機(jī)通訊模塊。

所述電源轉(zhuǎn)換模塊與電壓轉(zhuǎn)換模塊相連。

所述主控模塊分別與RS485串行通訊模塊、姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊、超限數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊及USB上位機(jī)通訊模塊相連。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述主控模塊采用ST公司的ARM Cortex-M系列嵌入式單片機(jī)STM32F407作為核心控制芯片；所述RS485串行通訊模塊與RS485接口相連；所述USB上位機(jī)通訊模塊與mini USB接口相連，所述電源轉(zhuǎn)換模塊與外部電源相連。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述電源轉(zhuǎn)換模塊包括電源轉(zhuǎn)換芯片UP1；外部電源經(jīng)過流過壓保護(hù)電路后再經(jīng)LCπ型濾波電路濾波后輸入至UP1的輸入端；所述過流過壓保護(hù)電路包括自恢復(fù)保險(xiǎn)FP1及與FP1相連的穩(wěn)壓管TP1；所述LCπ型濾波電路包括電感LP1、并聯(lián)聯(lián)接的貼片電容CP1與鉭電容EP1、并聯(lián)聯(lián)接的貼片電容CP2與鉭電容EP2；所述CP1與EP1并聯(lián)后再與LP1的一端相連，所述CP2與EP2并聯(lián)后再與LP1的另一端相連。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述電壓轉(zhuǎn)換模塊采用實(shí)現(xiàn)低功耗降壓集成芯片B1205XT-2WR2，所述降壓集成芯片的輸出端連接有用于顯示是否有正常電壓輸出的LED指示燈；所述降壓集成芯片的輸入及輸出均連接有濾波電路。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述姿態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊采用IS公司推出的全球首款整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件MPU-6050。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述超限數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用W25Q128FVSG芯片作為數(shù)據(jù)本機(jī)存儲(chǔ)器。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述RS485串行通訊模塊包括作為串行通訊器的芯片US1，所述芯片US1采用SP3485芯片；US1的A腳串接有一自恢復(fù)保險(xiǎn)絲FS1，US1的B腳串接有一自恢復(fù)保險(xiǎn)絲FS2，所述FS1與FS2作為二級(jí)過流保護(hù)；所述US1的A腳接有一與輸入電壓并聯(lián)的快速熔斷TVS管TS1，所述US1的B腳接有一與輸入電壓并聯(lián)的快速熔斷TVS管TS2，所述TS1與TS2作為二級(jí)過壓保護(hù)。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述FS1及FS2的標(biāo)稱值均為1A，所述TS1及TS2的標(biāo)稱值均為SMBJ6.0CA。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述USB上位機(jī)通訊模塊采用CH340G芯片作為轉(zhuǎn)換芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有益效果。