[發明專利]適用于無人機的光泵磁力儀

在審

• 申請號: 201711351839.X
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108333635A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 成都優力德新能源有限公司
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種適用于無人機的光泵磁力儀，包括光泵探頭傳感器、三分量磁通門傳感器、主機、GPS，所述的GPS通過線路與主機相連；所述的三分量磁通門傳感器通過A/D轉換器與主機相連；所述的光泵探頭傳感器通過跟蹤環路模塊與FPGA測頻單元相連，所述的FGPA測頻單元通過線路與主機相連；所述的主機包括ARM處理器、輸入和輸出裝置。本發明通過采用緊湊型、高集成度的ARM嵌入式中央控制單元和FPGA測頻單元組合，使得設備體積與功耗大大減小；采用基于嵌入式控制器的鎖定環路輔助捕獲技術，無需額外的捕獲電路，充分利用了嵌入式處理器的片上資源，降低了系統復雜度，節約了成本。

技術領域

本發明屬于測繪設備領域，具體而言涉及一種適用于無人機的光泵磁力儀。

背景技術

近年航空勘探的任務越來越多，但由于航空勘探一般采用軍用飛機作為載體，相對來說測量成本較高，而且需要人工操作，安全性相對較差，如果采用無人駕駛飛機進行航空勘探，不僅能能夠節省成本，提高勘探測量的安全性，而且也能夠進行小面積地區的高精度磁場測量。

目前市場上主流的光泵磁力儀，存在電路設計繁瑣，處理器工作能力不足，體積龐大等缺陷，從而限制了其在無人機航空磁測等空間受限領域的應用。

跟蹤系統直接影響到磁測精度和跟蹤速度等關鍵性能指標，傳統的跟蹤式光泵磁力儀是以模擬鎖定環路來維持吸收室中氦處于共振狀態，從而實現對拉莫爾頻率(與外磁場相對應)的連續跟蹤測量。可見，由于模擬電路的固有缺陷，系統不可避免的存在電路復雜，易受干擾以及參數難以靈活控制等問題。因此提高跟蹤的速度和跟蹤系統數字化是系統面臨的主要問題。

為了滿足無人機航空磁測對磁力儀小型化與智能化的需要，就必須引入現代高性能元器件和微處理器，設計參數更優越，功能更強大的緊湊型電子測量系統，從而大大縮小磁力儀的體積，提高磁力儀的智能化與穩定性等重要性能指標。

發明內容

本發明的目的是提供適用于無人機的光泵磁力儀，該光泵磁力儀體積小，能耗低，可以應用在基礎地質調查、礦產資源普查、石油勘探等領域。

為了實現以上目的，本發明采用以下技術方案。

本發明一方面涉及一種適用于無人機的光泵磁力儀，包括光泵探頭傳感器、三分量磁通門傳感器、主機、GPS，所述的GPS通過線路與主機相連；所述的三分量磁通門傳感器通過A/D轉換器與主機相連；所述的光泵探頭傳感器通過跟蹤環路模塊與FPGA測頻單元相連，所述的FGPA測頻單元通過線路與主機上的ARM處理器相連；所述的主機包括ARM處理器、FPGA測頻單元、輸入和輸出裝置。

在本發明的一個優選實施方式中，所述的主機內設置數字板和模擬板，跟蹤環路模塊前端與光泵探頭傳感器相連，后端與壓控振蕩器相連，壓控振蕩器經過隔離后輸出的拉莫爾頻率接到數字板的FPGA測頻單元；數字板包括ARM處理器和FPGA測頻單元。

在本發明的另一個優選實施方式中，所述的ARM處理器是STM32F103VET6。

在本發明的一個優選實施方式中，所述的輸入裝置是鍵盤、按鍵和/或鼠標。

在本發明的另一個優選實施方式中，所述的輸出裝置是顯示器、USB接口和/或SD卡儲存口。

在本發明的一個優選實施方式中，嵌入式控制器的鎖定環路輔助捕獲技術，無需額外的捕獲電路，一旦環路失鎖，FPGA處理單元會快速重新鎖定跟蹤環路。

本發明通過采用具有高集成度的ARM嵌入式中央控制單元和FPGA測頻單元組合，減小系統的體積和功耗；采用基于嵌入式控制器的鎖定環路輔助捕獲技術，充分利用了嵌入式處理器的片上資源，降低了系統復雜度。

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。

具體實施方式