[發(fā)明專利]一種基于模型的組合導航快速原型系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110149469.1
• 申請日: 2021-02-03
• 公開（公告）號: CN112964244B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發(fā)明（設計）人: 曾慶華;葉宵宇;王宏福;張宗宇;王佳;張祖城;王歡;張青
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/16;G01C21/20;G01C21/24;G01S19/33;G01S19/47;G09B25/00
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.一種基于模型的組合導航快速原型系統(tǒng)，所述系統(tǒng)嵌入有Simulink仿真工具，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括微處理器、高性能GPS/北斗模塊、慣性傳感器模塊與ANSToolbox工具箱模塊，其中，所述微處理通過串口獲取所述高性能GPS/北斗模塊的衛(wèi)星導航信息，所述微處理器通過SPI接口獲取所述慣性傳感器模塊的慣性導航信息；所述ANSToolbox工具箱模塊用于提供與所述Simulink仿真工具聯(lián)動的所需的硬件數據接口的若干子模塊；若干所述子模塊包括ANSTimer模塊、Basic?GPS模塊、GPS模塊、GPS?PPS模塊、GPS?with?Velocity模塊、MEMS模塊、MEMS?Aux模塊、MEMSDelt模塊、PPSRelTim模塊與WriteMC模塊，其中，所述ANSTimer模塊可以直接訪問所述系統(tǒng)的運行時鐘，單位為秒；Basic?GPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的GPS信息；包括：Lat-緯度，北緯為正，度；Lon-經度，東經為正，度；H-高度，米；GPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的GPS信息；包括：Lat-緯度，北緯為正，度；Lon-經度，東經為正，度；H-高度，米；V-地速，公里/小時；HeadAng-真北航向角，度；Date-日期，Tim-UTC時；STS-GPS狀態(tài)信息；GPS?PPS模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的GPS秒脈沖信號，單位為秒；GPS?with?Velocity模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的GPS信息；包括：Lat-緯度，北緯為正，度；Lon-經度，東經為正，度；V-地速，公里/小時；HeadAng-真北航向角，度；MEMS模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的MEMS主要測量信息，包括：Wx,Wy,Wz-滾轉角速度,偏航角速度,俯仰角速度，°/s；ax,ay,az-x向加速度,y向加速度,z向加速度,m/s^2；MEMS?Aux模塊能夠直接訪問MEMS輔助信息；包括：BaroPress-大氣壓力，Mx-沿X軸磁通量，My-沿Y軸磁通量，Mz-沿Z軸磁通量，Temp-溫度；MEMSDelt模塊能夠訪問ANS所述系統(tǒng)的MEMS增量參數測量信息；包括：DeltAngX/Y/Z-X、Y、Z的角增量，DeltVelX/Y/Z-X、Y、Z的速度增量；PPSRelTim模塊能夠直接訪問ANS所述系統(tǒng)的運行時鐘，單位為秒；ReadMC模塊能夠實時接收串口發(fā)來的數據；WriteMC模塊能夠將數據實時寫進串口其中，所述系統(tǒng)的實現方法包括：

步驟1，在simulink中導入ANStoolbox接口工具箱，此工具箱可直接訪問對應數據接口；并導入導航算法模型；

步驟2，根據所導入的模型進行相應算法優(yōu)化以及參數調節(jié)，適應具體環(huán)境；

步驟3，對所建立的數學模型進行數學仿真，用已有的初始量測數據作為模型的輸入，進行仿真，并分析結果；若仿真結果可以接受，進入下一步；否則再進入算法優(yōu)化階段；

步驟4，當仿真的結果滿足需求后，將仿真模型進行代碼生成；

步驟5，將生成的基于模型的組合導航快速原型系統(tǒng)的代碼進行編譯、下載至目標載板中，并燒寫；

步驟6，進行車載實驗的實驗手段，使用ANSTest軟件實時監(jiān)測輸出數據，來驗證組合導航算法的有效性；

步驟7，如果實驗結果理想，組合導航算法開發(fā)結束，進行相關歸檔整理。

2.根據權利要求1所述的基于模型的組合導航快速原型系統(tǒng)，其特征在于，所述步驟4中，利用matlab/simulink模型生成對應的C/C++代碼，生成面向ARM?Cotrex?M4架構的STM32處理器的嵌入式代碼。