[实用新型]一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及飞机仪表技术，尤其涉及一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统。

背景技术

在现有技术中，导航技术是飞行控制的最基本问题。惯性导航系统作为一种具有自主性的导航系统已经得到了广泛的应用，它主要由惯性测量装置(陀螺仪和加速度计)、计算机和稳定平台(捷联式为“数学”平台)组成。由陀螺和加速度计测量飞行器相对于惯性空间的角速度和线加速度，通过计算机进行导航解算，从而获得飞行器相对于某一基准的导航参数。但在一些小型运动测量设备中，由于被测量对象本身体积和重量很小，运动测量器件的质量和体积会直接影响被测物体的实际特性；例如小型无人直升机由于执行任务的特殊性，其本身的体积和重量都很小，因而要求导航系统上应用的运动测量设备既要保证一定精度，又能尽量减小导航设备的体积和重量，以达到改善飞行器性能的目的，现有技术中的惯性导航系统还解决不了这一问题。

随着微电子技术的发展，微电子机械系统(MEMS)器件应运而生，其具有体积微小、低功耗、质量轻、响应快、灵敏度高、成本低的优点，在运动测量领域逐步得到广泛应用。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种新型的可用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，借助MEMS器件，以克服现有的惯性导航系统不能兼顾高精度和小体积、轻重量的缺陷。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，可以提供小型无人直升机的姿态和航向角，且体积小，质量轻，精度高。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统，包括加速度仪、陀螺仪、电子罗盘、模数转换器、单片机和嵌入式计算机，其中，加速度仪、陀螺仪、电子罗盘均采用微电子机械系统器件，且信号输出端分别与模数转换器的信号输入端相连，模数转换器的信号输出端与单片机的信号输入端相连，单片机的信号输出端与嵌入式计算机的信号输入端相连。

优选地，模数转换器的信号输出端与单片机的信号输入端之间通过同步串行接口相连；单片机的信号输出端与嵌入式计算机的信号输入端通过RS232接口相连。

优选地，加速度仪采用2个ANALOG DEVICES公司的ADXL202E双轴加速度计，陀螺仪采用3个NEC-TOKIN公司的Tokin CG-16D系列单轴静电陀螺仪，电子罗盘采用Honeywell公司的三轴磁阻传感器HMC2003。

本实用新型的有益效果是：

采用嵌入式处理器及基于微电子机械器件(MEMS)的导航传感器设备，结合合理的软件、硬件设计，提高了导航系统的可靠性，同时设计了合理的信息融合算法，使得系统获得了稳定的姿态输出，从而提高了导航系统的精度及可靠性，满足了实际工程中对系统提出的体积小、精度高、响应快的性能要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是传感器的信息融合及滤波处理流程图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体附图对本实用新型的实现进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型的一具体实施例中，一种用于小型无人直升机的姿态航向参考系统包括加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3、模数转换器（英文简写为ADC）4、单片机（英文简写为MCU）5和嵌入式计算机6。

加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3均采用微电子机械系统(英文简写为MEMS)器件，加速度仪1、陀螺仪2、电子罗盘3的信号输出端分别与模数转换器4的信号输入端相连，模数转换器4的信号输出端与单片机5的信号输入端相连，单片机5的信号输出端与嵌入式计算机6的信号输入端相连。模数转换器4的信号输出端与单片机5的信号输入端之间通过同步串行接口（SPI）相连。单片机5的信号输出端与嵌入式计算机6的信号输入端通过RS232接口相连。

本实施例中，加速度仪1采用2个ANALOG DEVICES公司的ADXL202E双轴加速度计，陀螺仪2采用3个NEC-TOKIN公司的Tokin CG-16D系列单轴静电陀螺仪，电子罗盘3采用Honeywell公司的三轴磁阻传感器HMC2003。