[实用新型]基于STM32单片机的组合导航装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到组合导航领域，尤其涉及一种基于SIM32单片机的组合导航装置。

背景技术

随着科技社会的推广与发展，电子设备的使用面越来越广，各行各业都在努力运用科技力量推动自身产业的发展，现代导航科技也不例外。目前大多数导航技术采用惯性导航或者GPS导航其中之一，但是惯性导航误差随时间积累不能长时间使用，GPS短时间内精度差。

实用新型内容

为了克服上述问题的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种基于SIM32单片机的组合导航系统，使惯性导航和GPS导航结合使用，继而使得人们使用过程定位准确，使用方便。

采用的技术方案是：

一种基于SIM32单片机的组合导航装置，包括STM32单片机、三轴磁力计、气压高度计、GPS定位系统，陀螺仪和加速度计；

其特征在于：所述陀螺仪和加速度计采用集成电路MPU6050，气压高度计的信号输出端与单片机STM32的气压信息输入引脚连接，GPS定位系统的信号输出端与单片机STM32的GPS定位信号输入引脚连接，三轴磁力计的信号输出端与MPU6050的信号输入接口连接，MPU6050的信号输出端与单片机STM32的陀螺仪和加速度计的信号输入引脚对应连接。

所述的陀螺仪和加速度计采用集成的MPU6050，能整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速度计之间的轴间差的问题，可准确的追从快速与慢速，工作过程中可提供姿态解算的原始模拟数据加速度和角速度，也可以通过寄存器设置DMA直接输出解算的姿态和速度。大大减轻了主控制的运算压力。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果是：本系统使一个九轴的姿态仪模块，使用的都是数字器件，每一个传感器内部都集成有ADC，只需要通过I2C总线，就可以读取传感器的输出，在使用时，气压计高度计为本系统提测量的高度值，磁力计提供准确的方向参考，MPU6050输出加速度和角速度值，通过卡尔曼滤波器的解算，得出当前的姿态角和速度，GPS为惯性导航MPU6050提供初始状态参数，并对惯性导航误差随时间积累的缺点进行及时更正，使用方便，装置体积小，测量结果准确可靠。

附图说明

图1为本实用新型的组成原理框图。

图2-1为轴磁力计电路原理图。

图2-2为陀螺仪和加速度计集成电路原理图。

图2-3为单片机电路原理图。

图2-4为气压高度计电路原理图。

图2-5为GPS模块电路原理图。

图2-6为指示灯电路原理图。

图2-7为稳压器电路原理图。

图2-8为GPS模块输出端用接插排示意图。

图2-9为热切换式电源管理集成电路原理图。

图2-10为单片机输出端用接插排电路原理图。

具体实施方式

一种基于SIM32单片机的组合导航装置，包括STM32单片机、轴磁力计、气压高度计、GPS定位系统、陀螺仪和加速度计，其特征在于：

三轴磁力计HMC5983的6和16引脚分别连接MPU6050的7和6引脚；MPU6050的24和23引脚分别连接SIM32单片机的34和33引脚；气压高度计BMP180的5和6引脚分别连接STM32单片机的33和34引脚；GPS模块Ubox的2和三引脚分别连接到STM32单片机的21和22引脚。

所述的STM32单片机为F103T8U6，它有128KB的闪存存储器和20KB的运行内存。7个通道的DMA和7个定时器，控制器可以运行在72M的主频上，对于姿态解算这种需要大量输血运算的程序，更快的处理速度可以做更多的解算优化。

所述的三轴磁力计HMC5983，它包括最先进的高分子分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔专利的集成电路，自动消磁阻驱动器，变差校准，模块转化简易，在工作过程中，为系统提供准确的方向参考。

所述的气压高度计BMP180，它是一种高精度，低功耗的压力传感器，可以应用的移动设备中，性能卓越，在工作过程中为本系统提供实时高度信息。

所述的GPS定位系统为Ubox。具有50个通道的Ubox引擎，实现首次定位时间少于一秒。

所述的陀螺仪和加速度计为集成电路MPU6050，能整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速度计之间的轴间差的问题，可准确的追从快速与慢速，工作过程中可以提供姿态解算的原始模拟数据加速度和角速度，也可以通过寄存器设置DMA直接输出解算的姿态角和速度。大大减轻了主控制的运算压力。