[實用新型]基于STM32單片機的組合導航裝置

有效

• 申請號: 201720512497.4
• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN207114773U
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 田軍麗
• 申請（專利權）人: 沈陽工學院
• 主分類號: G01S19/49
• 分類號: G01S19/49;G01S19/40;G01C21/16
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司21209
• 代理人: 劉忠達

技術領域

本實用新型涉及到組合導航領域，尤其涉及一種基于SIM32單片機的組合導航裝置。

背景技術

隨著科技社會的推廣與發展，電子設備的使用面越來越廣，各行各業都在努力運用科技力量推動自身產業的發展，現代導航科技也不例外。目前大多數導航技術采用慣性導航或者GPS導航其中之一，但是慣性導航誤差隨時間積累不能長時間使用，GPS短時間內精度差。

實用新型內容

為了克服上述問題的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種基于SIM32單片機的組合導航系統，使慣性導航和GPS導航結合使用，繼而使得人們使用過程定位準確，使用方便。

采用的技術方案是：

一種基于SIM32單片機的組合導航裝置，包括STM32單片機、三軸磁力計、氣壓高度計、GPS定位系統，陀螺儀和加速度計；

其特征在于：所述陀螺儀和加速度計采用集成電路MPU6050，氣壓高度計的信號輸出端與單片機STM32的氣壓信息輸入引腳連接，GPS定位系統的信號輸出端與單片機STM32的GPS定位信號輸入引腳連接，三軸磁力計的信號輸出端與MPU6050的信號輸入接口連接，MPU6050的信號輸出端與單片機STM32的陀螺儀和加速度計的信號輸入引腳對應連接。

所述的陀螺儀和加速度計采用集成的MPU6050，能整合性6軸運動處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速度計之間的軸間差的問題，可準確的追從快速與慢速，工作過程中可提供姿態解算的原始模擬數據加速度和角速度，也可以通過寄存器設置DMA直接輸出解算的姿態和速度。大大減輕了主控制的運算壓力。

與現有的技術相比，本實用新型的有益效果是：本系統使一個九軸的姿態儀模塊，使用的都是數字器件，每一個傳感器內部都集成有ADC，只需要通過I2C總線，就可以讀取傳感器的輸出，在使用時，氣壓計高度計為本系統提測量的高度值，磁力計提供準確的方向參考，MPU6050輸出加速度和角速度值，通過卡爾曼濾波器的解算，得出當前的姿態角和速度，GPS為慣性導航MPU6050提供初始狀態參數，并對慣性導航誤差隨時間積累的缺點進行及時更正，使用方便，裝置體積小，測量結果準確可靠。

附圖說明

圖1為本實用新型的組成原理框圖。

圖2-1為軸磁力計電路原理圖。

圖2-2為陀螺儀和加速度計集成電路原理圖。

圖2-3為單片機電路原理圖。

圖2-4為氣壓高度計電路原理圖。

圖2-5為GPS模塊電路原理圖。

圖2-6為指示燈電路原理圖。

圖2-7為穩壓器電路原理圖。

圖2-8為GPS模塊輸出端用接插排示意圖。

圖2-9為熱切換式電源管理集成電路原理圖。

圖2-10為單片機輸出端用接插排電路原理圖。

具體實施方式

一種基于SIM32單片機的組合導航裝置，包括STM32單片機、軸磁力計、氣壓高度計、GPS定位系統、陀螺儀和加速度計，其特征在于：

三軸磁力計HMC5983的6和16引腳分別連接MPU6050的7和6引腳；MPU6050的24和23引腳分別連接SIM32單片機的34和33引腳；氣壓高度計BMP180的5和6引腳分別連接STM32單片機的33和34引腳；GPS模塊Ubox的2和三引腳分別連接到STM32單片機的21和22引腳。

所述的STM32單片機為F103T8U6，它有128KB的閃存存儲器和20KB的運行內存。7個通道的DMA和7個定時器，控制器可以運行在72M的主頻上，對于姿態解算這種需要大量輸血運算的程序，更快的處理速度可以做更多的解算優化。

所述的三軸磁力計HMC5983，它包括最先進的高分子分辨率HMC118X系列磁阻傳感器，并附帶霍尼韋爾專利的集成電路，自動消磁阻驅動器，變差校準，模塊轉化簡易，在工作過程中，為系統提供準確的方向參考。

所述的氣壓高度計BMP180，它是一種高精度，低功耗的壓力傳感器，可以應用的移動設備中，性能卓越，在工作過程中為本系統提供實時高度信息。

所述的GPS定位系統為Ubox。具有50個通道的Ubox引擎，實現首次定位時間少于一秒。

所述的陀螺儀和加速度計為集成電路MPU6050，能整合性6軸運動處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速度計之間的軸間差的問題，可準確的追從快速與慢速，工作過程中可以提供姿態解算的原始模擬數據加速度和角速度，也可以通過寄存器設置DMA直接輸出解算的姿態角和速度。大大減輕了主控制的運算壓力。