[发明专利]一种分布式POS子IMU数据同步采集系统

权利要求书

1.一种分布式POS子IMU数据同步采集系统，其特征在于：包括基于FPGA的同步控制与数据接收模块（1）、高速异步串行总线（2）和基于ARM的数据采集与处理模块（3）；基于FPGA的同步控制与数据接收模块（1）属于主POS系统，并产生同步脉冲信号送入高速异步串行总线（2），用于分布式POS不同测量节点子IMU的时间同步；同时接收通过高速异步串行总线（2）传送的不同测量节点子IMU的导航数据，将数据并行送入分布式POS信息处理计算机（4）进行数据融合运算；基于ARM的数据采集与处理模块（3）属于子IMU系统，接收通过高速异步串行总线（2）传送的同步脉冲信号，在同步脉冲的同步作用下并行采集三轴一体光纤陀螺信号、三路加速度计信号以及陀螺和加速度计温度信号，并对采集的数据进行数字低通滤波、温度误差补偿和加和平滑，通过高速异步串行总线（2）传送给主POS系统，实现数据的信息融合。

2.根据权利要求1所述的一种分布式POS子IMU数据同步采集系统，其特征在于：所述的基于FPGA的同步控制与数据接收模块（1）内部设置一个定时器，当存在GPS秒脉冲信号时，基于FPGA的同步控制与数据接收模块（1）接收该秒脉冲信号，利用秒脉冲修正晶振漂移造成的定时器误差，保证定时精度，同时利用秒脉冲产生同步脉冲信号，通过高速异步串行总线（2）传送到子IMU，重置基于ARM的数据采集与处理模块（3）内部的定时器，实现不同测量节点子IMU的时间同步；当不存在GPS秒脉冲信号时，FPGA利用内部定时器的定时功能，在整秒时刻产生同步脉冲信号，通过高速异步串行总线（2）传送到子IMU，重置基于ARM的数据采集与处理模块（3）内部的定时器，实现不同测量节点子IMU的时间同步。

3.根据权利要求1所述的一种分布式POS子IMU数据同步采集系统，其特征在于：所述的高速异步串行总线（2）采用RS-422总线实现主POS系统和位于不同测量节点的子IMU之间的通信。

4.根据权利要求1所述的一种分布式POS子IMU数据同步采集系统，其特征在于：所述的基于ARM的数据采集与处理模块（3）通过核心处理器ARM包括数据采集模块（31）和数据处理模块（32）；其中数据采集模块（31）将三轴一体光纤陀螺信号、三路加速度计信号以及陀螺和加速度计温度信号调理成ARM能够处理的数字信号送入数据处理模块（32）；数据处理模块（32）通过接收同步脉冲信号同步采集时钟，实时读取三轴一体光纤陀螺、三路加速度计以及陀螺和加速度计温度数据，存入相应的数据队列，然后对光纤陀螺数据及三路加速度计数据进行数字低通滤波；利用陀螺温度数据和加速度计温度数据分别对陀螺数据和加速度计数据进行查找表式温度补偿；将经过低通滤波和温度误差补偿的陀螺数据和加速度计数据进行加和平滑，通过高速异步串行总线（2）将数据发送主POS系统，实现多个子IMU数据的信息融合。