一種多余度IMU模塊制造技術

本實用新型專利技術實施例公開了一種多余度IMU模塊，所述模塊包括板體、至少三個三軸陀螺儀、至少三個三軸加速度計和主控芯片，所述至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計均安裝于主控芯片上，至少三個所述三軸陀螺儀具有不同的安裝方式，至少三個所述三軸加速度計具有不同的安裝方式，所述主控芯片與所述至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計相連以平均數值差在閾值范圍內的三軸陀螺儀的數值和平均數值差在閾值范圍內的三軸加速度計的數值。本實用新型專利技術實施例的多余度IMU模塊通過設置至少三個加速度計和陀螺儀進行測量，大大提高了測量數據的準確性，輸出準確的角度值。

【技術實現步驟摘要】
一種多余度IMU模塊
本技術實施例涉及導航
，具體涉及一種多余度IMU模塊。
技術介紹
慣性測量單元(英文：Inertialmeasurementunit，簡稱IMU)是測量物體三軸姿態角(或角速率)以及加速度的裝置。一般的，一個IMU包含了三個單軸的加速度計和三個單軸的陀螺，加速度計檢測物體在載體坐標系統獨立三軸的加速度信號，而陀螺檢測載體相對于導航坐標系的角速度信號，測量物體在三維空間中的角速度和加速度，并以此解算出物體的姿態。在導航中有著很重要的應用價值。IMU目前應用范圍比較廣，例如汽車導航、機器人、飛機和導彈等。IMU內包含三軸加速度計和三軸陀螺儀，加速度計測量每個軸的加速度，陀螺儀測量物體圍繞三軸轉動的角速度，通過三軸加速度和三軸角速度測量出實際的姿態。三軸加速度計受外力的影響很大，在振動以及運動的過程中會有較大的誤差輸出，所以需要融合角速度進行結算。由于制造或測量誤差，加速度或陀螺儀有時輸出的數據會有較大的誤差，從而這就會導致角度的計算錯誤。
技術實現思路
為此，本技術實施例提供一種多余度IMU模塊，以解決現有技術中由于制造或測量誤差而導致的角度計算錯誤的問題。為了實現上述目的，本技術實施例提供如下技術方案：根據本技術實施例提供一種多余度IMU模塊，所述模塊包括板體、至少三個三軸陀螺儀、至少三個三軸加速度計和主控芯片，所述至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計均安裝于主控芯片上，至少三個所述三軸陀螺儀具有不同的安裝方式，至少三個所述三軸加速度計具有不同的安裝方式，所述主控芯片與所述至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計相連以平均數值差在閾值范圍內的三軸陀螺儀的數值和平均數值差在閾值范圍內的三軸加速度計的數值。進一步地，所述板體設置有用于將板體固定于設備上的至少三個定位孔。進一步地，所述模塊包括第一雙面粘貼片，所述第一雙面粘貼片粘貼所述主控芯片和所述板體。進一步地，所述模塊包括第二雙面粘貼片和螺栓，所述板體上開設有螺孔，所述螺栓螺旋連接于所述螺孔中，所述第二雙面粘貼片的一面連接所述螺栓的頂面，另一面連接所述三軸陀螺儀或三軸加速度計。進一步地，所述主控芯片設置有IIC接口、USART接口、SPI接口或GPIO接口。本技術實施例具有如下優點：本技術實施例的多余度IMU模塊通過設置至少三個加速度計和陀螺儀進行測量，大大提高了測量數據的準確性，輸出準確的角度值。另外，本技術的至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計各自具有不同的安裝方式，從而排除了單一方向的制造誤差。附圖說明為了更清楚地說明本技術的實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是示例性的，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖引伸獲得其它的實施附圖。本說明書所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本技術可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本技術所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本技術所揭示的
技術實現思路
能涵蓋的范圍內。圖1-2為本技術實施例1-2提供的多余度IMU模塊的結構示意圖(圖1為主視圖，圖2為俯視圖)；圖3為本技術實施例3-4提供的多余度IMU模塊的結構示意圖；圖中：1板體2三軸陀螺儀3三軸加速度計4主控芯片5定位孔6第二雙面粘貼片7螺栓8螺孔9第一雙面粘貼片具體實施方式以下由特定的具體實施例說明本技術的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本技術的其他優點及功效，顯然，所描述的實施例是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒炯夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。實施例1如圖1-2所示，本實施例提供一種多余度IMU模塊，所述模塊包括板體1、至少三個三軸陀螺儀2、至少三個三軸加速度計3和主控芯片4，所述至少三個三軸陀螺儀2和至少三個三軸加速度計3均安裝于主控芯片4上，至少三個所述三軸陀螺儀2具有不同的安裝方式，至少三個所述三軸加速度計3具有不同的安裝方式，所述主控芯片4與所述至少三個三軸陀螺儀2和至少三個三軸加速度計3相連以平均數值差在閾值范圍內的三軸陀螺儀2的數值和平均數值差在閾值范圍內的三軸加速度計3的數值。本實施例多余度IMU模塊的工作原理如下：通過設置至少三個三軸陀螺儀進行測量角速度，然后利用主控芯片對所測得的角速度進行計算使平均數值差在閾值范圍內的角速度的數值作為測量的輸出數值，同理，可以采用至少三個三軸加速度計測量加速度，然后通過主控芯片對所測得的加速度進行計算使平均數值差在閾值范圍內的加速度數值作為測量的輸出數值。例如三軸陀螺儀和三軸加速度計各自為三個，當三個數據的誤差在正常的范圍內時，取數據的平均值進行計算，當某一個數據的誤差較大時，則將其排除，取正常數據進行計算。閾值可以人為根據經驗進行設定，本實施例不再贅述。本實施例的多余度IMU模塊通過設置至少三個加速度計和陀螺儀進行測量，大大提高了測量數據的準確性，輸出準確的角度值，例如可以輸出加速度和陀螺儀的原始數據、歐拉角數據等。另外，本技術的至少三個三軸陀螺儀和至少三個三軸加速度計各自具有不同的安裝方式，從而排除了單一方向的制造誤差。本實施例中，主控芯片、三軸陀螺儀和三軸加速度計可以采用商購的型號，例如主控芯片的型號為STM32f405RGT6，三軸陀螺儀和三軸加速度計可以集成到MP65芯片上，二者的連接方式和具體計算方式是本領域熟知的，例如可以參考STM32f405RGT6數據手冊，主控芯片可以設置有IIC接口、USART接口、SPI接口或GPIO接口，以便于數據的輸出。實施例2在實施例1的基礎上，如圖1-2所示，所述板體1設置有用于將板體1固定于設備上的至少三個定位孔5，通過定位孔可以將板體集成到使用設備上，例如無人機等，提高了安裝的便利性。實施例3在實施例1的基礎上，如圖3所示，所述模塊包括第一雙面粘貼片9，所述第一雙面粘貼片9粘貼所述主控芯片4和所述板體1，通過第一雙面粘貼片可以將主控芯片粘結到板體上，提高了定位方便性，第一雙面粘貼片可以例如為雙面膠帶等。實施例4在實施例1的基礎上，如圖3所示，所述模塊包括第二雙面粘貼片6和螺栓7，所述板體1上開設有螺孔8，所述螺栓7螺旋連接于所述螺孔8中，所述第二雙面粘貼片6的一面連接所述螺栓7的頂面，另一面連接所述三軸陀螺儀2或三軸加速度計3。具體使用方式如下：先將螺栓7螺旋連接于螺孔8中，然后將第二雙面粘貼片6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種多余度IMU模塊，其特征在于，所述模塊包括板體(1)、至少三個三軸陀螺儀(2)、至少三個三軸加速度計(3)和主控芯片(4)，所述至少三個三軸陀螺儀(2)和至少三個三軸加速度計(3)均安裝于主控芯片(4)上，至少三個所述三軸陀螺儀(2)具有不同的安裝方式，至少三個所述三軸加速度計(3)具有不同的安裝方式，所述主控芯片(4)與所述至少三個三軸陀螺儀(2)和至少三個三軸加速度計(3)相連以平均數值差在閾值范圍內的三軸陀螺儀(2)的數值和平均數值差在閾值范圍內的三軸加速度計(3)的數值。/n

【技術特征摘要】
1.一種多余度IMU模塊，其特征在于，所述模塊包括板體(1)、至少三個三軸陀螺儀(2)、至少三個三軸加速度計(3)和主控芯片(4)，所述至少三個三軸陀螺儀(2)和至少三個三軸加速度計(3)均安裝于主控芯片(4)上，至少三個所述三軸陀螺儀(2)具有不同的安裝方式，至少三個所述三軸加速度計(3)具有不同的安裝方式，所述主控芯片(4)與所述至少三個三軸陀螺儀(2)和至少三個三軸加速度計(3)相連以平均數值差在閾值范圍內的三軸陀螺儀(2)的數值和平均數值差在閾值范圍內的三軸加速度計(3)的數值。


2.根據權利要求1所述的多余度IMU模塊，其特征在于，所述板體(1)設置有用于將板體(1)固定于設備上的至少三個定位孔(5)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李威，冉德偉，尤冰冰，
申請(專利權)人：山東蜂巢航空科技有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37