[发明专利]一种姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置

权利要求书

1.一种姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，包括：方位传感器，用于感应地磁向量从而计算航向夹角；六轴运动传感器，用于检测装置运动的方向和速度，计算三轴加速度和三轴角速度；压力传感器，用于检测气压，计算装置高度值；解算单元，用于对所述三轴加速度、三轴角速度以及航向夹角进行实时倾斜补偿四元数解算并且以卡尔曼滤波以及高度值进行数据优化处理，获得精确俯仰角、横滚角、航向角以及高度实时参数。 

2.根据权利要求1所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述六轴运动传感器通过I2C接口连接到解算单元，并且所述六轴运动传感器通过中断引脚连接解算单元。 

3.根据权利要求2所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述方位传感器与六轴运动传感器的主I2C接口连接，并且方位传感器的数据准备引脚连接解算单元。 

4.根据权利要求3所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述压力传感器通过I2C总线连接所述解算单元。 

5.根据权利要求4所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述六轴运动传感器包括3轴MEMS加速度计、3轴MEMS陀螺仪、一路温度传感器、ADC转换器、信号调节模块、传感器寄存器、主I2C串行接口以及从I2C和SPI接口。 

6.根据权利要求5所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述压力传感器包括压力传感器单元、ADC、控制单元以及EPROM。 

7.根据权利要求6所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，六轴运动传感器芯片的I2C主串行数据和时钟接口用于通过引线外接方位传 感器芯片的I2C数据和时钟端口；六轴运动传感器芯片的I2C串行数据和时钟引脚通过引线连接到解算单元的单片机芯片的I/O端口；六轴运动传感器的帧同步数字端口通过引线连接单片机芯片的I/O端口；并且六轴运动传感器的中断端口通过引线连接单片机的I/O端口；方位传感器的数据准备端口通过引线连接单片机芯片的I/O端口；所述压力传感器的I2C串行数据和时钟端口通过引线连接单片机芯片的I/O端口。 

8.根据权利要求6所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，所述解算单元获得所述由六轴运动传感器、方位传感器、压力传感器提供的航向夹角、角速度、加速度、气压数据，将所获得的各类型数据分别以6次队列方式储存；由解算单元将10次数据通过卡尔曼滤波算法进行干扰矫正；基于矫正后的数据获取自身姿态数据。 

9.根据权利要求7所述的姿态陀螺仪倾斜补偿四元数解算装置，其特征在于，在低速运动时，以航向夹角通过卡尔曼滤波算法进行干扰矫正后进行自身姿态数据解算；在高速运动时，以角速度通过卡尔曼滤波算法进行干扰矫正后进行自身姿态数据解算。