[發(fā)明專利]塔架晃動傳感器和塔架晃動角度測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110242614.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112902954A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 占陸軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海竹格智能傳感技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C1/00
• 代理公司: 上海首言專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31360
• 代理人: 苗繪

1.一種塔架晃動傳感器，其特征在于，包含殼體，以及，集成在所述殼體中的：

慣性測量模塊，所述慣性測量模塊用于測量塔架晃動參數(shù)；

解算模塊，所述解算模塊與所述慣性測量模塊相連，根據(jù)所述塔架晃動參數(shù)，解算出塔架姿態(tài)矩陣，獲取塔架晃動角度；

接口模塊，所述接口模塊用于輸出所述塔架晃動角度。

2.如權(quán)利要求1所述塔架晃動傳感器，其特征在于，所述慣性測量模塊中集成有：三軸陀螺儀和三軸加速度計，所述三軸陀螺儀和所述三軸加速度計用于測量所述塔架晃動參數(shù)。

3.如權(quán)利要求2所述塔架晃動傳感器，其特征在于，所述塔架晃動參數(shù)包含：所述三軸加速度計測量的空間坐標(biāo)中XYZ方向上所分別產(chǎn)生的加速度變化，以及，所述三軸陀螺儀測量的空間坐標(biāo)中XYZ方向的軸向上所分別產(chǎn)生的角速率變化。

4.如權(quán)利要求1所述塔架晃動傳感器，其特征在于，所述解算模塊包含：數(shù)字信號處理器，所述數(shù)字信號處理器與所述慣性測量模塊相連，用于根據(jù)所述塔架晃動參數(shù)，解算塔架姿態(tài)矩陣，獲取塔架晃動角度。

5.基于權(quán)利要求1~4任一項所述塔架晃動傳感器的塔架晃動角度測量方法，其特征在于，包含如下步驟：

初始化所述塔架晃動傳感器；

所述慣性測量模塊測量塔架晃動參數(shù)；

所述解算模塊解算所述塔架晃動參數(shù)，獲取并向所述接口模塊輸出塔架晃動角度；

所述接口模塊輸出所述塔架晃動角度。

6.如權(quán)利要求5所述塔架晃動角度測量方法，其特征在于，所述慣性測量模塊測量所述塔架晃動參數(shù)前包含如下步驟：

對慣性測量模塊中集成的所述三軸加速度計和所述三軸陀螺儀分別進(jìn)行軸向安裝誤差校準(zhǔn)、測試和標(biāo)定。

7.如權(quán)利要求6所述塔架晃動角度測量方法，其特征在于，對所述三軸加速度計和所述三軸陀螺儀分別進(jìn)行測試和標(biāo)定的內(nèi)容包含：對所述三軸加速度計的零點溫補(bǔ)、靈敏度、測傾值的偏置進(jìn)行測試和標(biāo)定；對所述三軸陀螺儀的常溫下刻度、常溫下零偏進(jìn)行測試和標(biāo)定。

8.如權(quán)利要求6所述塔架晃動角度測量方法，其特征在于，所述塔架晃動參數(shù)包含：所述三軸加速度計測量的空間坐標(biāo)中XYZ方向上所分別產(chǎn)生的加速度變化；所述三軸陀螺儀測量的空間坐標(biāo)中XYZ方向的軸向上所分別產(chǎn)生的角速率變化。

9.如權(quán)利要求8所述塔架晃動角度測量方法，其特征在于，所述解算模塊解算所述塔架晃動參數(shù)，獲取并向所述接口模塊輸出塔架晃動角度包含如下步驟：

獲取標(biāo)定后的所述塔架晃動參數(shù)的三軸加速度變化和三軸角速率變化；

通過捷聯(lián)算法對所述三軸角速率變化進(jìn)行積分，獲得預(yù)測姿態(tài)矩陣；

根據(jù)所述預(yù)測姿態(tài)矩陣對所述三軸加速度變化進(jìn)行誤差補(bǔ)償；

根據(jù)誤差補(bǔ)償后的所述三軸加速度，獲得測量姿態(tài)矩陣；

通過擴(kuò)展卡爾曼濾波對所述預(yù)測姿態(tài)矩陣和所述測量姿態(tài)矩陣進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，解算出塔架姿態(tài)矩陣；

根據(jù)所述塔架姿態(tài)矩陣，獲取塔架晃動角度。