慣性測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種慣性測量裝置，包括：第一慣性測量單元，用于采集待測樣的模擬信號；第二慣性測量單元，用于采集待測樣的第一數字信號；微處理器，微處理器分別與第一慣性測量單元和第二慣性測量單元相連，微處理器用于對模擬信號和第一數字信號進行融合和處理，以得到測量數據。該測量裝置可以根據模擬信號和數字信號得到測量數據，不但提高測量精度，并且提高測量量程，進而提高裝置的適用性。

【技術實現步驟摘要】
慣性測量裝置
本專利技術涉及慣性測量
，特別涉及一種慣性測量裝置。
技術介紹
近年來隨著MEMS(微機電系統，Micro-ElectroMechanicalSystems)技術的發展而產生的MEMSIMU(慣性測量單元)具有低成本、尺寸小、重量輕、功耗低、可靠性高等優點，使其廣泛應用于人們生活中的方方面面，如游戲、虛擬現實技術、導航等，但是隨著用戶的應用需求越來越廣泛，單一的慣性測量單元越發難以滿足用戶的應用需求。相關技術中，市場上應用的慣性測量單元主要分為兩大類：模擬型慣性測量單元和數字型慣性測量單元。其中，模擬型慣性測量單元具有測量精度高的優點，但測量范圍卻較小，而數字型慣性測量單元的測量范圍大，但測量精度低于模擬型慣性測量單元。然而，隨著用戶的應用需求越來越廣泛，單一的慣性測量單元越發難以滿足用戶的應用需求。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的目的在于提出一種慣性測量裝置，該裝置具備精度高、量程大的有點，提高了裝置的適用性。為達到上述目的，本專利技術實施例提出了一種慣性測量裝置，包括：第一慣性測量單元，用于采集待測樣的模擬信號；第二慣性測量單元，用于采集所述待測樣的第一數字信號；微處理器，所述微處理器分別與所述第一慣性測量單元和所述第二慣性測量單元相連，所述微處理器用于對所述模擬信號和所述第一數字信號進行融合和處理，以得到測量數據。本專利技術實施例的慣性測量裝置，通過采集的待測樣的模擬信號和數字信號得到測量數據，兼具模擬式測量精度高、數字式測量量程大的優點，提高測量精度，并且提高測量量程，進而提高裝置的適用性，具有很強的多平臺適用性。另外，根據本專利技術上述實施例的慣性測量裝置還可以具有以下附加的技術特征：進一步地，在本專利技術的一個實施例中，上述裝置還包括：顯示模塊，用于顯示所述測量數據。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，上述裝置還包括：A/D轉換模塊，用于根據預設條件將所述模擬信號轉換為第二數字信號，以使所述微處理器根據所述第二數字信號和所述第一數字信號得到所述測量數據。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，當讀取完所述第二數字信號的同時，所述微處理器讀取所述第一數字信號。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，通過以下公式得到所述測量數據：R＝A×WA+D×WD，其中，R為所述測量數據，A為所述第二數字信號，WA為所述第一慣性測量單元的權重系數，D為所述第二數字信號，WD為所述第二慣性測量單元的權重系數。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，通過以下公式得到所述第一慣性測量單元的權重系數和所述第二慣性測量單元的權重系數：其中，SA為所述第一慣性測量單元的量程，SD為所述第二慣性測量單元的量程。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，所述第一慣性測量單元的量程和所述第二慣性測量單元的量程之和為1。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，當所述第一數字信號超出所述第一慣性測量單元的量程，所述第一慣性測量單元的權重系數為0，所述第二慣性測量單元的權重系數為1，并且當所述模擬信號小于預設閾值時，所述第一慣性測量單元的權重系數為1，所述第二慣性測量單元的權重系數為0。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，當所述測量數據小于或等于所述預設閾值時，所述第一數字信號判定不準確。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，所述第一慣性測量單元為模擬式慣性測量單元，所述第二慣性測量單元為數字式慣性測量單元。本專利技術附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本專利技術的實踐了解到。附圖說明本專利技術上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：圖1為根據本專利技術一個實施例的慣性測量裝置的結構示意圖；圖2為根據本專利技術一個具體實施例的慣性測量裝置的結構示意圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。下面參照附圖描述根據本專利技術實施例提出的慣性測量裝置。圖1是本專利技術一個實施例的慣性測量裝置的結構示意圖。如圖1所示，該慣性測量裝置10包括：第一慣性測量單元100、第二慣性測量單元200和微處理器300。其中，第一慣性測量單元100用于采集待測樣的模擬信號。第二慣性測量單元200用于采集待測樣的第一數字信號。微處理器300分別與第一慣性測量單元100和第二慣性測量單元200相連，微處理器300用于對模擬信號和第一數字信號進行融合和處理，以得到測量數據。本專利技術實施例的裝置10可以根據模擬信號和數字信號得到測量數據，不但提高測量精度，并且提高測量量程，進而提高裝置的適用性。可選地，在本專利技術的一個實施例中，如圖2所示，第一慣性測量單元100為模擬式慣性測量單元，第二慣性測量單元200為數字式慣性測量單元，但不局限于模擬式慣性測量單元和數字式慣性測量單元。可以理解的是，如圖2所示，模擬式慣性測量單元將采集到的信息傳輸到微處理器300中，而數字式慣性測量單元將采集到的數字信息直接傳輸到微處理器300中，從而分別來自不同慣性測量單元的信息經過微處理器300同步后進行數據融合和處理，進而得到測量數據。可選地，在本專利技術的一個實施例中，微處理器300可以為但不局限于STM32系列處理器。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，如圖2所示，本專利技術實施例的裝置10還包括：顯示模塊400。其中，顯示模塊400用于顯示測量數據。也就是說，微處理器300可以將處理得到的測量數據輸出到顯示模塊400上，以顯示慣性測量結果。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，如圖2所示，本專利技術實施例的裝置10還包括：A/D轉換模塊500。其中，A/D轉換模塊500用于根據預設條件將模擬信號轉換為第二數字信號，以使微處理器300根據第二數字信號和第一數字信號得到測量數據。可以理解的是，模擬式慣性測量單元輸出信號的模數轉換，既可以在A/D轉換模塊500進行，也可以在微處理器300內進行，下面以A/D轉換模塊500轉換為例進行說明，即模擬式慣性測量單元將采集到的信息通過A/D轉換模塊500轉化為數字信號并傳輸到微處理器300中。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，當讀取完第二數字信號的同時，微處理器300讀取第一數字信號。可以理解的是，微處理器300同步模擬式和數字式兩路慣性測量數據的方法為：通過A/D轉換模塊500定時對模擬式慣性測量單元的輸出數據進行模數轉換，微處理器讀取A/D轉換模塊500輸出，之后立即讀取數字式慣性測量單元的輸出數據。進一步地，在本專利技術的一個實施例中，通過以下公式得到測量數據：R＝A×WA+D×WD，其中，R為測量數據，A為第二數字信號，WA為第一慣性測量單元的權重系數，D為第二數字信號，WD為第二慣性測量單元的權重系數。可以理解的是，微處理器處理兩路數據的原則為，兩路數據分別乘以各自的權重系數后相加，即得到融合后的測量結果，即R＝A×WA+D×WD。其中R為融合后的測量結果，A為模擬式慣性測量單元輸出數據進行模數轉換后的結果，WA為模擬式慣性測量單元的權重系數，D為數字式慣性測量單元輸出的測量數據，W本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種慣性測量裝置，其特征在于，包括：第一慣性測量單元，用于采集待測樣的模擬信號；第二慣性測量單元，用于采集所述待測樣的第一數字信號；以及微處理器，所述微處理器分別與所述第一慣性測量單元和所述第二慣性測量單元相連，所述微處理器用于對所述模擬信號和所述第一數字信號進行融合和處理，以得到測量數據。

【技術特征摘要】
1.一種慣性測量裝置，其特征在于，包括：第一慣性測量單元，用于采集待測樣的模擬信號；第二慣性測量單元，用于采集所述待測樣的第一數字信號；以及微處理器，所述微處理器分別與所述第一慣性測量單元和所述第二慣性測量單元相連，所述微處理器用于對所述模擬信號和所述第一數字信號進行融合和處理，以得到測量數據。2.根據權利要求1所述的慣性測量裝置，其特征在于，還包括：顯示模塊，用于顯示所述測量數據。3.根據權利要求1所述的慣性測量裝置，其特征在于，還包括：A/D轉換模塊，用于根據預設條件將所述模擬信號轉換為第二數字信號，以使所述微處理器根據所述第二數字信號和所述第一數字信號得到所述測量數據。4.根據權利要求2所述的慣性測量裝置，其特征在于，當讀取完所述第二數字信號的同時，所述微處理器讀取所述第一數字信號。5.根據權利要求3所述的慣性測量裝置，其特征在于，通過以下公式得到所述測量數據：R＝A×WA+D×WD，其中，R為所述測量數據，A為所述第二數字信號，WA為所述第一慣性測量單元的權重系數，D為所述第二數字信號，WD為所述第二慣性測量單元的權重系數。6.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李一鵬，史杰，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：北京,11