[發(fā)明專(zhuān)利]行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710812898.6
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107543544A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝水清;李享元
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01C21/16
• 分類(lèi)號(hào): G01C21/16
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括多路壓力傳感器模塊(1)、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集模塊(2)、微控制器模塊(3)、脈沖輸出模塊(4)、電源模塊(5)；

所述多路壓力傳感器模塊(1)，用于將腳的壓力情況轉(zhuǎn)換為多路模擬電信號(hào)并輸出；多路模擬電信號(hào)輸出到多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集模塊(2)，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字化的壓力信號(hào)；數(shù)字化的壓力信號(hào)由微控制器模塊(3)進(jìn)行分析處理，從而得到行人慣性導(dǎo)航中的零速度時(shí)刻，并通過(guò)脈沖輸出模塊(4)，將檢測(cè)到的零速度時(shí)刻，以脈沖的形式進(jìn)行輸出，供其他設(shè)備使用；電源模塊(5)包含電池單元、電壓轉(zhuǎn)換單元以及對(duì)電池充電單元，電源模塊(5)為多路壓力傳感器模塊(1)、多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集模塊(2)、微控制器模塊(3)和脈沖輸出模塊(4)提供電源。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述多路壓力傳感器模塊(1)包含8個(gè)壓力傳感器，均勻分布在腳底的前部和后跟部，腳底的前部均勻分布有5個(gè)壓力傳感器，腳底的后跟部均勻分布有3個(gè)壓力傳感器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述多路壓力傳感器模塊(1)電路設(shè)計(jì)為電阻分壓方式實(shí)現(xiàn)，8個(gè)壓力傳感器的電路相同，壓力傳感器為10KΩ的壓敏電阻，壓敏電阻和一個(gè)10KΩ的固定電阻串聯(lián)，壓敏電阻的兩端加3.3V的電壓，通過(guò)測(cè)量其中一端的電壓來(lái)得到壓力傳感器的壓力，確定腳著地的時(shí)刻。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述微控制器模塊(3)包括意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的STM32F407芯片，微控制器模塊(3)的內(nèi)核為32位ARM Cortex M4處理器，主頻為168MHz；內(nèi)置1M字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器，196K字節(jié)SRAM存儲(chǔ)器，用于存放實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理的代碼，無(wú)需擴(kuò)展外部存儲(chǔ)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)采集模塊(2)集成了24路12位的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，進(jìn)行模擬信號(hào)的數(shù)字化轉(zhuǎn)換。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述脈沖輸出模塊(4)集成IO接口，實(shí)現(xiàn)脈沖的輸出。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：8路壓力傳感器的輸出信號(hào)A1～A8，連接到STM32F407控制器的8路ADC輸入上；控制動(dòng)態(tài)調(diào)整壓力傳感器信號(hào)的檢測(cè)閾值，實(shí)現(xiàn)腳著地時(shí)的動(dòng)作檢測(cè)，在STM32F407控制器的OUT端口輸出一個(gè)脈沖。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行人慣性導(dǎo)航中的零速度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述電源模塊(5)的電池單元為4.2V的鋰電池，經(jīng)過(guò)電源轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換得到3.3V的輸出電壓，給8路壓力傳感器和STM32F407控制器供電，所述電源模塊(5)對(duì)電池單元的電量進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)電池單元的電量不夠時(shí)，通過(guò)USB充電接口，利用USB接口的+5V電壓，經(jīng)過(guò)鋰電池充電管理芯片對(duì)4.2V鋰電池進(jìn)行充電。