[发明专利]船舶运动姿态数据采集装置及传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶技术领域，尤其涉及船舶运动姿态数据采集装置及传输方法。

背景技术

近几十年，随着科学技术与船舶工业的迅猛发展，船载系统的功能日渐丰富，其智能化水平显著提升，这加深了其对船舶信息网络的依赖程度。因此船用信息网络环境的稳定性与安全性成为了船舶自动化、信息化、网络化的主要指标之一，也使得船舶信息网络系统的设计与研发引起了船舶工程界的重视。船舶细腻些网络系统集成化、系统化使得全船信息数据的采集与共享成为可能。其中船舶运动姿态信息的传感器数据被广泛应用于船舶运动控制系统等多个舰载系统，其数据准确性、传输可靠性就显得尤为重要。因而设计实现一款能准确、高效的进行船舶运动姿态数据采集并实时传输采集终端技术成为当前船舶信息网络系统设计过程中亟待解决的问题之一。

因此，现有技术中的缺陷是，对于船舶运动姿态数据采集及传输的准确性低，导致对船舶运动姿态的分析结果不准确，不可靠。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种船舶运动姿态数据采集装置及传输方法，采用了多个加速度传感器及多自由度传感器完成对船舶运动姿态的准确采集、分析和处理，并将数据信息传输到船舶信息网络系统中，使终端对于船舶运动姿态的分析更准确、可靠。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

本发明提供一种船舶运动姿态数据采集装置，包括：数据处理模块、电源模块、传感器模块和存储模块；

所述传感器模块包括多个加速度传感器和多个自由度传感器；

所述传感器模块、电源模块和存储模块分别与所述数据处理模块连接；

所述数据处理模块通过通信接口模块连接至船舶信息网络系统。

本发明的船舶运动姿态数据采集装置，其技术方案为：数据处理模块、电源模块、传感器模块和存储模块组成船舶运动姿态数据采集装置，其中，所述传感器模块包括多个加速度传感器和多个自由度传感器；所述传感器模块、电源模块和存储模块分别与所述数据处理模块连接；所述数据处理模块通过通信接口模块连接至船舶信息网络系统。将多个加速度传感器和多个自由度传感器采集到的船舶运动姿态数据，通过数据处理模块进行处理分析，最后传输船舶信息网络系统。

本发明的船舶运动姿态数据采集装置，采用了多个加速度传感器及多自由度传感器完成对船舶运动姿态的准确采集、分析和处理，并将数据信息传输到船舶信息网络系统中，使终端对于船舶运动姿态的分析更准确、可靠。

进一步地，所述数据处理模块中采用TMS320F2808数据处理器。

该处理器具备多路模拟/数字信号接口，因而适用于多传感器终端的设计，与此同时，该处理器所具备的高速运算能力已能满足终端对多传感器数据分析、处理的要求，并实现了终端集中化、智能化及数字化的设计要求。

进一步地，所述多个加速度传感器为MMA7260三轴加速度传感器。

MMA7260能在XYZ三个轴向上以极高的灵敏度读取低重力水平的坠落、倾斜、移动、放置、震动和摇摆，具有高的灵敏度，MMA7260的可选灵敏度允许您在1.5g、2g、4g和6g的不同范围内进行设计，它的3μA睡眠模式、500μA低运行电流、1.0ms的快速启动响应时间及6mm×6mm×1.45QFN的小巧包装等其它特性更使围绕MMA7260的设计活动轻松方便、经济高效。它的封装尺寸很小，只需较小的板卡空间，另外还提供快速启动和休眠模式，这些特性使MMA7260成为采用电池供电的电子产品的理想之选，包括PAD、手机、3D游戏和数码相机等。

因此，本发明中选择MMA7260三轴加速度传感器进行船舶运动姿态数据的采集，且多个传感器的数据融合，能使终端对于船舶运动姿态的分析更加准确、可靠。

进一步地，所述多个自由度传感器为ADIS16407十自由度姿态传感器。

姿态传感器(E.T-ahrs)是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计(即IMU)，三轴电子罗盘等辅助运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器输出校准过的角速度，加速度，磁数据等，通过基于四元数的传感器数据算法进行运动姿态测量，实时输出以四元数、欧拉角等表示的零漂移三维姿态数据。通过ADIS16407十自由度姿态传感器采集到的运动姿态数据更全面，使之对被测物体的运动姿态分析更准确。

因此，本发明中选择ADIS16407十自由度姿态传感器进行船舶运动姿态数据的采集，且多个传感器的数据融合，能使终端对于船舶运动姿态的分析更加准确、可靠。