[发明专利]一种高动态载体位姿实时测量装置

说明书

本发明公开了一种高动态载体位姿实时测量装置，其包括数据采集模块、CPU、数据记录模块、无线数据传输模块、地面数据接收模块、电源模块以及地面电源模块。数据采集模块采集运动载体的GPS数据、磁环境数据和加速度数据传输进CPU，CPU调度数据记录模块存储位姿测量数据，将测量数据发送至无线数据传输模块实时发送到地面数据接收模块。电源模块负责将外界输入电压转换成数据采集模块、CPU、数据记录模块和无线数据传输模块所需的电压。地面电源模块将外界输入电压转换成地面数据接收模块所需的电压。本发明能够弥补传统位姿测量装置设计冗余度高、解算精度差、不能够进行载体GPS数据测量、测量数据更新滞后等缺点，具有结构合理、解算精度高、支持载体GPS数据测量、测量数据实时更新、稳定性强的优点。

技术领域

本发明涉及位姿测量领域，特别是涉及一种适应高速、高旋、高冲击条件下运动载体的高动态载体位姿实时测量装置。

背景技术

高动态载体，主要是指高转速（轴向大于100转/秒且小于500转/秒，横法向小于10转/秒）、高速度（轴向大于2马赫且小于5马赫，轴向小于1马赫）、高冲击（轴向、横法向过载均大于10000g且小于30000g，冲击时间低于30毫秒）条件下的运动物体，尤其针对于矿山开采与救援、石油钻井、深井测量、地质勘探等场合应用的钻探机构，以及军用领域中的制导炮弹和常规弹药弹道等。

ZL200510011763.7号专利公开了一种载体姿态信息测量的测量装置，该装置包括3轴速率陀螺、3轴磁场计、单轴加速度计、温度传感器、单轴速度传感器、模数转换电路、微处理器和存储器、串行通讯接口，以及相应软件测量方法。该装置对传感器性能要求不高，可以选用体积很小的MEMS传感器，适用于高动态环境中对飞行器、车辆、船舶或其他载体的动态姿态进行测量。然而，该装置存在解算精度差、不能够进行载体GPS数据测量、以及测量数据更新滞后等缺点。

专利号为：201611139322.X，发明名称为“一种高动态载体环境力测量装置”的专利申请提供了一种高动态载体环境力测量装置，该高动态载体环境力测量装置是一种应用在高速、高旋、高冲击条件下运动载体的环境力测量装置。同样的，该测量装置存在设计冗余度高、解算精度差、不能够进行载体GPS数据测量、测量数据更新滞后等缺点。

本发明公开了一种新型的动态载体位姿实时测量装置，该装置可弥补上述的环境力测量装置的缺点，具有结构合理、解算精度高、支持载体GPS数据测量、测量数据实时更新、稳定性强等优点，特别适用于石油挖掘、高旋弹体、盾构挖掘等环境下对高速、高旋、高冲击运动载体位姿的实时测量。

发明内容

为弥补传统高动态载体位姿测量装置设计冗余度高、解算精度差、不能够进行载体GPS数据测量、测量数据更新滞后等缺点，本发明公开了一种简单易行的高动态载体位姿实时测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高动态载体位姿实时测量装置，该测量装置包括：地面数据接收端及安装在运动载体内部的数据测量端；其中，地面数据接收端包括地面数据接收模块和地面电源模块；安装在运动载体内部的数据测量端包括数据采集模块、CPU、数据记录模块、无线数据传输模块和电源模块。