[发明专利]一种小型化雷达动态测姿设备

权利要求书

1.一种小型化雷达动态测姿设备，其特征在于，包括：箱体(1)，以及设置在箱体(1)内的光纤陀螺组合(2)、加速度计(3)、IF板(4)、主控板(5)和电源模块(6)，其中：

所述光纤陀螺组合(2)，用于实时测量三轴角速率数据；

所述加速度计(3)，用于测量载体运动过程中的加速度数据，并将加速度计信号转换成电流信号，将所述电流信号输出至所述IF板(4)；

所述IF板(4)，用于将所述加速度计输出的所述电流信号转换成脉冲信号，并输出至所述主控板(5)；

所述主控板(5)，用于接收和采集光纤陀螺组合(2)测量的三轴角速率数据和所述加速度计(3)测量的所述加速度数据，并进行动态姿态测量；

所述电源模块(6)，用于将输入的直流电源转换成产品内部各部组件所需的电源；

其中，所述主控板(5)通过如下方式进行动态姿态测量：

所述主控板(5)，具体用于将所述光纤陀螺组合(2)测量的三轴角速率数据和所述加速度计(3)测量的所述加速度数据通过互补滤波器进行姿态修正，得到姿态信息。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述互补滤波器包括：高通滤波器和低通滤波器；其中：

所述光纤陀螺组合(2)测量的三轴角速率数据通过所述高通滤波器滤除积分漂移误差，得到处理后的三轴角速率[ω_x ω_y ω_z]；

所述加速度计(3)测量的所述加速度数据通过所述低通滤波器滤除高频噪声，得到处理后的加速度数据[a_x a_y a_z]。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述主控板(5)通过如下方式将所述光纤陀螺组合(2)测量的三周角速率数据和所述加速度计(3)测量加速度数据通过互补滤波器进行姿态修正：

所述主控板(5)根据所述光纤陀螺组合(2)获取的当前姿态数据，所述姿态数据包括：偏航角Ψ，俯仰角θ，横滚角Φ，将所述当前姿态数据通过如下公式转换为当前时刻四元数：

其中，q₀、q₁、q₂、q₃为实数；

所述主控板(5)计算当前时刻三轴对应的重力向量[v_x v_y v_z]，其中，所述三轴对应的重力向量通过如下公式计算得到：

所述主控板(5)将所述三轴对应的重力向量[v_x v_y v_z]与所述处理后的加速度数据[a_xa_y a_z]进行比较，获取计算误差矩阵[e_x e_y e_z]，所述计算误差矩阵[e_x e_y e_z]通过如下公式得到：

[e_x e_y e_z]^T＝[v_x v_y v_z]^T×[a_x a_y a_z]^T；

所述主控板(5)利用所述误差矩阵[e_x e_y e_z]修正所述处理后的三轴角速率[ω_x ω_yω_z]，实时更新四元数，通过如下公式计算实时姿态数据：

4.根据权利要求1至3任一项所述的设备，其特征在于，还包括：输出接口(7)；

所述输出接口(5)与所述主控板(5)电连接，并将所述实时姿态数据输出。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述输出接口(7)为RS422接口。