[發(fā)明專利]基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810714200.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109099910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖勇;李國(guó)亮;施壘;陳壕英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東星輿科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/16
• 分類號(hào): G01C21/16
• 代理公司: 佛山幫專知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44387
• 代理人: 顏春艷

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，所述系統(tǒng)包括：IMU(Inertial Measurement Unit，慣性測(cè)量單元)矩陣系統(tǒng)PCB板、IMU陣列、算法處理器、輸出端口；所述IMU陣列、算法處理器、輸出端口設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上；所述IMU陣列包括多個(gè)IMU芯片，多個(gè)IMU芯片按照設(shè)定的規(guī)則設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上；所述算法處理器設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上，與所述IMU陣列連接；所述輸出端口與所述算法處理器連接。本發(fā)明利用十六個(gè)低精度的IMU芯片組成陣列，按一定規(guī)則排列的IMU陣列可以抵消一部分固有的誤差項(xiàng)，然后應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法訓(xùn)練出誤差產(chǎn)生的規(guī)律，從而提高整體的測(cè)量精度，能夠?qū)崿F(xiàn)高精度IMU芯片的效果，同時(shí)大大降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

隨著定位導(dǎo)航系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，在GPS/北斗等定位導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)的缺失的情況下，以多軸方式組合了陀螺儀、加速度計(jì)、磁力計(jì)的慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器得到廣泛應(yīng)用，精度高的導(dǎo)航IMU價(jià)格十分昂貴，一般可以達(dá)到數(shù)萬(wàn)人民幣一個(gè)；精度低的IMU價(jià)格可以接受，但精度相差太大。

目前市場(chǎng)上常用的消費(fèi)級(jí)IMU芯片精度較差，校正困難；精度高的IMU芯片價(jià)格十分昂貴，一般要數(shù)萬(wàn)元人民幣以上一顆，對(duì)于消費(fèi)級(jí)的IMU來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)算法校正提供一定程度的精度，常用的數(shù)據(jù)去除誤差項(xiàng)的算法有：卡爾曼濾波方法、互補(bǔ)濾波方法等，卡爾曼濾波方法較復(fù)雜、運(yùn)算量大，需要較高的硬件性能，從而導(dǎo)致電量耗損大以及較高硬件成本；互補(bǔ)濾波方法原理簡(jiǎn)單、計(jì)算量小，但其效果難以確定。

因此，現(xiàn)有技術(shù)需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，所述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，所述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)包括：

IMU矩陣系統(tǒng)PCB板、IMU陣列、算法處理器、輸出端口；

所述IMU陣列、算法處理器、輸出端口設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上；

所述IMU陣列包括多個(gè)IMU芯片，多個(gè)IMU芯片按照設(shè)定的規(guī)則設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上；

所述算法處理器設(shè)置在所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板上，與所述IMU陣列連接，用于并行讀取所述IMU陣列的數(shù)據(jù)，并根據(jù)深度學(xué)習(xí)算法計(jì)算IMU陣列的真實(shí)值；

所述輸出端口與所述算法處理器連接，用于輸出所述算法處理器的運(yùn)算結(jié)果至外部設(shè)備。

在基于本發(fā)明上述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述IMU陣列包括16塊IMU芯片，所述IMU矩陣系統(tǒng)PCB板的上下面各設(shè)置8塊IMU芯片，所述IMU芯片在同一面由兩排組成，兩兩IMU芯片距離相差15MM，同一排四個(gè)IMU芯片的焊接角度各相差90度。

在基于本發(fā)明上述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述IMU芯片的上下面對(duì)應(yīng)位置設(shè)置的IMU芯片距離為15MM，焊接角度相差180度。

在基于本發(fā)明上述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述算法處理器一次并行讀取16個(gè)IMU芯片的9軸數(shù)據(jù)，所述算法處理器計(jì)算所述IMU芯片的每個(gè)軸的真實(shí)值。

在基于本發(fā)明上述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述IMU芯片為MPU9250芯片。

在基于本發(fā)明上述基于慣性導(dǎo)航單元陣列的高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例中，所述算法處理器包括FPGA芯片。