电子罗盘在精确定位平台中的应用
- 格式:pdf
- 大小:96.18 KB
- 文档页数:3
无人机导航的原理
无人机导航的原理主要涉及以下几个方面:
1. 全球定位系统(GPS):无人机通过接收卫星信号,确定自
身的位置,速度和航向。
GPS系统提供了高精度的位置信息,为无人机导航提供了基础数据。
2. 惯性导航系统(INS):INS通过使用加速度计和陀螺仪等
传感器,测量和跟踪无人机的速度、加速度和姿态信息。
通过积分运算,可以得到无人机的位置和航向。
3. 电子罗盘:电子罗盘利用地磁场信息确定无人机的方向和航向。
无人机可以根据地球磁场的变化来确定自己的航向。
4. 路径规划和路径跟踪算法:路径规划算法根据事先设定的任务和目标,生成无人机的航路,并将其转化为航线和航点。
路径跟踪算法根据无人机当前位置和航向,不断调整航向和姿态,以使无人机沿着预定的航路飞行。
5. 避障系统:避障系统通过使用传感器(如激光雷达、红外线传感器等)和图像处理技术,检测与避免无人机可能碰撞的障碍物。
避障系统可以自动调整无人机的航线,以避免与障碍物相撞。
综上所述,无人机导航的原理主要包括GPS定位、惯性导航、电子罗盘、路径规划和路径跟踪算法以及避障系统等技术。
这些技术的综合应用,可以实现无人机的精确导航和自主飞行。
磁罗盘和仪器导航的结合应用导航对于人类的出行和探索活动来说至关重要。
随着技术的进步,磁罗盘和仪器导航相结合的应用已经成为现代导航系统中一项重要的技术。
磁罗盘作为测定方向的基本工具,结合各类仪器导航设备,可以大大提高导航精确度和效果。
磁罗盘作为一种使用磁性针指示方向的仪器,广泛应用于探险、航海、军事和航空等领域。
它利用地球自身的磁场来确定方向,通过指示磁北极和地理北极之间的角度差来确定方向。
然而,磁罗盘本身并不能提供准确的定位信息,只能提供方向的指示。
因此,结合其他仪器导航设备可以弥补磁罗盘的不足,从而提高导航的精确度和可靠性。
一种常用的结合应用是将磁罗盘与全球卫星导航系统(GNSS)相结合。
GNSS 是依靠一组卫星来提供全球定位和导航服务的系统,最著名的例子就是GPS(全球定位系统)。
磁罗盘在这种结合中可以用作指示方向的工具,而GNSS可以提供精确的位置信息。
通过将磁罗盘和GNSS的读数进行比较,我们可以准确地确定自己所处的位置和方向。
这种结合应用广泛用于航空、航海和探险等领域,使得导航变得更加方便和可靠。
除了GNSS,惯性导航系统也是与磁罗盘结合的一种常见应用。
惯性导航系统是一种利用陀螺仪和加速度计等传感器来测量加速度和角速度的设备。
通过将惯性导航系统与磁罗盘相结合,我们既可以获得定位信息,又可以获得方向指示。
惯性导航系统的优势在于可以提供连续的定位和导航信息,即使在没有外部信号或遮挡的情况下仍然能够正常工作。
这种结合应用在飞机、船舶和导弹等需要长时间无人操控的场景中尤为重要。
此外,磁罗盘和雷达也可以结合使用。
雷达是一种利用无线电波来探测和测量目标位置和速度的装置。
将磁罗盘与雷达结合可以用来确定目标的相对位置和方向。
磁罗盘提供了目标的方向信息,而雷达可以提供目标的距离和速度信息。
这种结合应用在军事和航海导航中起着重要作用,使得使用者可以准确地确定目标的位置和运动状态。
总的来说,磁罗盘和仪器导航的结合应用在现代导航系统中具有重要地位。
手机指南针的原理解释手机指南针的原理解释导语:随着科技的发展,手机已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
除了其通信功能之外,手机还具备了许多其他的功能,其中之一就是指南针。
手机指南针是通过使用内置的电子传感器来确定地球的磁场并确定方向的设备。
在这篇文章中,我们将解释手机指南针的原理以及其工作方式和应用。
一、手机指南针的原理手机指南针的原理基于地球的磁场,它通过两种主要的传感器来确定方向:电子罗盘和加速度计。
1. 电子罗盘电子罗盘是手机指南针的关键部件之一。
它采用了霍尔效应的原理来检测地球的磁场。
霍尔效应是一种基于磁场和电流之间相互作用的现象。
具体而言,当电子罗盘被放置在地球磁场中时,磁场的方向会影响到通过导线的电流,从而引发霍尔电压的变化。
通过测量这个电压变化,电子罗盘可以确定地球的磁场的方向。
这样,手机指南针利用电子罗盘测量地球磁场的方向,并在手机屏幕上显示出相应的指南针箭头。
2. 加速度计加速度计也是手机指南针的重要组成部分。
它通过测量手机在三个维度上的线性加速度来确定手机的方向。
加速度计使用微机电系统(MEMS)技术,其中包括微型压电元件和微机电传感器。
它们能够测量手机在x,y和z三个轴上的加速度。
通过将这些测量值转化为手机的方向,加速度计可以帮助确定手机指南针所指向的方向。
二、手机指南针的工作方式手机指南针是通过调用设备的电子罗盘和加速度计来确定方向的。
它根据这些传感器提供的数据进行计算,并根据地球磁场的方向来显示出相应的指南针箭头。
下面是手机指南针的工作方式的简要描述:当用户打开手机上的指南针应用时,手机会自动启动电子罗盘和加速度计传感器。
通过电子罗盘,手机能够获取地球磁场的方向。
通过加速度计,手机可以获取手机自身的方向。
然后,手机根据这些数据计算出真实的方向,并在显示屏上显示出相应的指南针箭头指示。
三、手机指南针的应用手机指南针的应用非常广泛,下面是一些常见的应用场景:1. 导航应用:手机指南针可以帮助用户在户外环境下确定方向,并配合地图应用提供导航功能。
磁罗盘在建筑工程中的应用引言:磁罗盘是一种测量工具,通常用于测定方位和导向的方向。
在建筑工程中,磁罗盘起到了关键的作用,用于确定准确的方向和角度,以保证建筑物的合理布局和施工的准确性。
本文将探讨磁罗盘在建筑工程中的应用和重要性,以及如何使用磁罗盘来实现建筑工程项目的成功。
一、磁罗盘的基本原理在了解磁罗盘在建筑工程中的应用之前,首先需要了解磁罗盘的基本原理。
磁罗盘是基于地球上的磁场来确定方向的仪器。
它包括一个指针或标尺,通常呈现为一个圆形的刻度盘或圆盘。
该指针上有一个磁针,它指向地球的磁北极。
罗盘是通过感应地球的磁场来指示方向的,因此在使用磁罗盘时需要考虑地球的磁场变化以及其他因素对测量精度的影响。
二、磁罗盘在建筑规划中的应用1. 方向测量和倾斜角度确定磁罗盘可以帮助建筑师和工程师确定建筑物相对于地图方向的位置。
通过使用磁罗盘,他们可以测量和标记建筑物的方位,以便在规划和设计阶段确定建筑物的正确方向。
此外,磁罗盘还可用于测量建筑物的倾斜角度,以确保建筑物的垂直度和水平度。
2. 确定地基工程中的方向和角度在地基工程中,准确确定地基的方向和角度是至关重要的。
使用磁罗盘可以帮助工程师确定地基的正确方向,并确保地基的平整度和稳定性。
借助磁罗盘,工程师可以在地基工程中更准确地布置基础,并确保建筑物的结构牢固和稳定。
3. 施工导向和定位在建筑物的施工过程中,磁罗盘可以用来指导建筑师和工人精确地进行定位和布置。
通过测量建筑物的方向和角度,磁罗盘可以帮助建筑师和工程师在施工现场准确定位建筑物的各个部分。
这样可以确保建筑物的各个组成部分之间的准确连接,从而提高建筑质量和施工效率。
4. 建筑物的定位和校正磁罗盘还可以用来定位和校正已建好的建筑物。
在建筑物完工后,使用磁罗盘可以帮助工程师确定建筑物的准确位置,并进行必要的校正。
这对于建筑物的后续维护和改进非常重要,可以确保建筑物按照正确的标准进行使用和管理。
三、磁罗盘使用的注意事项在使用磁罗盘之前,需要注意以下事项以确保测量的准确性:1. 外部磁场干扰磁罗盘是基于地球磁场测量方位和导向的,因此外部磁场干扰可能会对测量结果产生影响。
罗盘仪的使用方法罗盘仪是一种重要的测量仪器,它可以用来测量地理空间的方位,以确定方向和相关的距离信息。
它主要是在海上进行一些重要的航海导航、海图绘制和其他海洋工程项目中使用。
罗盘仪在各种航海应用中有着重要的作用,它能够帮助船员确定航行路径,避免岸礁和其他障碍,以及检查地形来分析航行情况。
本文将介绍罗盘仪的使用方法。
罗盘仪的主要部件包括一个罗盘仪仪表和一个航行罗盘,它们是罗盘仪的主要部件。
罗盘仪仪表是由一个圆盘和一个角度计组成的,它可以用来测量罗盘仪在方位上的偏离度,也可以用来测量地面表面的倾斜度,也可以应用于海图绘制中。
航行罗盘是一种具有测量和定位功能的仪器,它可以用来测量船舶航行的方向和距离,以确定船舶所在的位置。
在使用罗盘仪之前,应该首先对罗盘仪进行校准,以保证罗盘仪的准确性。
校准的方法主要有两种,一是电子罗盘校准,它是利用电子计算机自动调整罗盘仪,以确保该仪表正确地显示方向;另一种是人工校准,它是利用实物指南针或参考仪表,将指南针与罗盘仪的指针比对,以确保罗盘仪的准确性。
当使用罗盘仪进行航海导航时,艘长和船员必须充分了解地图上的图形代码,并根据当前位置计算船舶的方位和距离。
当船舶移动时,也要不断改变罗盘仪的方位,以根据实际情况计算船只的信息,确保航行安全。
在使用罗盘仪进行海图绘制时,人们需要先用测距仪测量出一系列的距离,然后根据这些距离及罗盘仪的测量来绘制海图。
在绘制的过程中,罗盘仪的方位和距离是绘图过程中不可或缺的要素,而这些要素都是根据罗盘仪测量出来的。
此外,罗盘仪还可以用来进行航行检查,也就是船员可以根据罗盘仪的测量,对船舶航行的位置、方向和距离进行检查,以确认船舶的航行情况。
总的来说,罗盘仪是一种重要的测量仪器,它可以用来测量方位和相关的距离,并在航海导航、海图绘制和航行检查等方面发挥重要的作用。
因此,使用罗盘仪前,需要了解它的原理和使用方法,为航行安全提供有效的保障。
无线电罗盘在飞机空中领航中的应用发表时间:2020-08-13T10:27:03.160Z 来源:《工程管理前沿》2020年6卷第11期作者:肖伊伊[导读] 在领航或导航中无线电罗盘获得广泛的应用摘要:在领航或导航中无线电罗盘获得广泛的应用,其本身所具有的重要性不言而喻。
为了能够在复杂的应用模式中更好的应用无线电罗盘,促进其定向精度的显著提升,就需要对设备整机的应用环境、使用模式进行充分考虑,并采用相应的标定、误差补偿措施。
关键词:无线电罗盘;飞机;空中领航;应用本文主要介绍了在飞机空中领航或导航中对于无线电罗盘的应用,在此基础上提出了两点措施来如何修正无线电罗盘的罗差。
1无线电罗盘在飞机空中领航中的应用1.1归航台无线电信标台或无向信标在领航或导航中的工作频段主要集中在195-420千赫、520-545千赫,其主要具有两种发射方式,即针对对应连续波,在开展识别与调制工作时需要充分借助400赫或1020赫;如果发射的两个间隔所对应的载频为400赫或1020赫时,在识别时可以利用键控上载赫所提供并要的莫尔斯码。
在平台中需要应用发射天线的垂直部分,这对于垂直极化波相应分量的进一步增强十分有效。
在飞机航路上所使用的发射功率以1000瓦为主,而终端归航所使用的通常不足500瓦。
同时,无线电罗盘侧向源可以当做是广播电台的信号来使用,为此罗盘工作频段通常比较多,而由于存在较大误差,则很难准确、有效的校正广播频段,也不利于准确的识别信号[1]。
1.2准确度这类导航设备通常会提供准确度较高的目标方位,深受电磁波极化变化的影响。
在设备中按照环形天线的要求,使用的是垂直极化波,而在长距离的传播过程中目标电磁波深受地面的影响,严重情况下会造成极化畸变,这种情况在一些山区发生的可能性较大,极易导致数值零点偏移缺乏稳定性。
而这种无向信标导航设备不适合采用天波,通常需要借助地波,夜间时由于天波比较强烈,相应的会降低罗盘准确度。
磁罗盘在军事和航空领域的重要性简介:磁罗盘是一种测量地球磁场的工具,可以在无需依赖其他设备的情况下确定方位。
它在军事和航空领域扮演着重要的角色,为导航和定位提供了精准的数据。
本文将探讨磁罗盘在军事和航空领域的应用,以及它们的重要性。
第一部分:军事领域的应用磁罗盘在军事领域的重要性不可忽视。
它是军队进行定向导航和战术行动的基本工具之一。
以下是磁罗盘在军事领域的一些应用:1. 方向确定:在战场上,军队需要准确地确定方向,以便快速部署兵力和执行任务。
磁罗盘能够精确测量地球磁场,并帮助士兵或指挥官在没有其他导航工具的情况下找到正确的方向。
2. 地图导航:磁罗盘通常与地图配合使用。
士兵可以使用磁罗盘测量地图上的方向,并据此确定自身位置。
这对于发现敌军位置和规划军事行动至关重要。
3. 精确目标定位:军队需要准确地确定目标位置,以便执行精确打击。
磁罗盘可以帮助士兵在地面上迅速确定目标的方位,配合其他装备使用,例如望远镜和无人机,能够提供准确的目标定位。
4. 电子装备校准:现代军队使用各种电子装备,包括雷达和通信设备。
磁罗盘可以帮助校准这些设备的方向性,确保它们能够准确地工作。
第二部分:航空领域的应用磁罗盘在航空领域同样有着重要的应用。
它们成为了飞行员和飞行员学员进行导航和定位的关键工具。
以下是磁罗盘在航空领域的一些应用:1. 飞行导航:飞行员在飞行中需要准确地确定方向和位置。
磁罗盘可以帮助飞行员测量地球磁场,并提供准确的方位数据。
配合无线电导航设备,例如VOR和ADF,飞行员可以准确定位飞机,并执行精确的航线。
2. 飞行训练:飞行员学员需要通过模拟器和实际飞行训练来提高他们的导航技能。
磁罗盘是训练中必不可少的工具之一,它能够帮助学员熟悉和理解航空仪表板上的导航设备,并学会使用磁罗盘进行方向确定和导航。
3. 仪表飞行:在恶劣天气条件下,飞行员无法依赖目视导航。
磁罗盘在仪表飞行中非常重要,可以帮助飞行员测量飞机的方向,并在飞行中提供准确的数据,确保飞机保持正确的航线。
电子罗盘使用方法第一篇:电子罗盘使用方法电子罗盘是一种经典的导航工具,可以在航海、徒步旅行、探险等领域使用。
使用电子罗盘需要掌握一些基本的技巧和步骤,下面来介绍一下电子罗盘的使用方法。
1. 确定方向和目标使用电子罗盘需要明确目标和方向,比如确定北方的方向或者指定前方50米的目标。
这些信息对于测量和校准有重要的作用。
2. 打开电子罗盘将电子罗盘打开,按照说明书上的指示操作。
通常需要插入电池并按下开关。
等待几秒钟,电子罗盘会自检并显示当前位置附近的地理信息。
3. 校准电子罗盘校准电子罗盘是使用电子罗盘的重要步骤。
在使用前,要将电子罗盘校准,以保证测量结果的准确性。
校准时需要将电子罗盘平放,按照说明书上的指示旋转电子罗盘,直到显示准确。
校准时需要注意场地周围没有磁性物品干扰,避免影响测量结果。
4. 确定目标方向使用电子罗盘时,需要确定目标方向。
通常可以将电子罗盘校准后,放置于手掌中,对准方向并旋转罗盘,显示出当前的方向角度。
根据方向角度调整目标方向。
5. 测量距离使用电子罗盘时,还需要测量目标距离。
通常测量距离需要使用计步器或记录测量时间。
根据测量距离和电子罗盘显示的方向角度,调整目标方向和距离,到达指定目标。
总之,使用电子罗盘需要掌握一些基本的步骤和技巧,正确使用可以提高导航的准确性和效率。
在使用过程中,还需要关注周围环境和实际情况,灵活调整策略和方案。
第二篇:电子罗盘使用注意事项电子罗盘是一种经典的导航工具,能够在航海、徒步旅行、探险等领域使用。
在使用电子罗盘时,需要注意一些技巧和步骤,下面来介绍一些电子罗盘使用注意事项。
1. 注意环境影响在使用电子罗盘时,需要注意周围环境对测量的影响。
如周围是否有磁性物品、周围是否有干扰物品等影响因素。
这些环境因素会影响电子罗盘测量的准确性,需要注意避免。
2. 注意校准电子罗盘的校准非常重要,决定了测量结果的准确性。
在进行校准时,需要使用正确的方法和工具,并在合适的地点进行校准。
云台校准的原理和应用1. 引言随着技术的不断发展,云台校准在机器视觉、无人驾驶、航天等领域中扮演着重要的角色。
本文将介绍云台校准的原理和应用,帮助读者了解云台校准的基本概念和工作原理。
2. 云台校准的基本概念云台校准是指通过对云台控制系统进行调整,使云台能够准确地追踪和跟踪目标。
云台校准通常包括两个方面:姿态校准和位置校准。
2.1 姿态校准姿态校准是指调整云台的姿态角度,使其与参考坐标系保持一致。
常用的姿态校准方法包括基于陀螺仪和加速度计的校准、基于电子罗盘的校准等。
2.2 位置校准位置校准是指调整云台的位置,使其能够准确地对准目标。
位置校准通常需要借助计算机视觉或者传感器等技术,通过分析目标的特征和运动轨迹来实现。
3. 云台校准的工作原理云台校准的工作原理通常涉及到传感器、控制器和执行器等组件的协同工作。
3.1 传感器云台校准中使用的传感器通常包括陀螺仪、加速度计、电子罗盘等。
陀螺仪可以测量云台的角速度,加速度计可以测量云台的加速度,而电子罗盘可以测量云台的方向。
3.2 控制器控制器是云台校准的核心组件,用于接收传感器的数据并进行处理。
控制器可以根据传感器数据来判断云台的姿态和位置,然后通过调整云台的姿态和位置来实现校准。
3.3 执行器执行器是控制云台姿态和位置的设备,通常包括电机、伺服控制器等。
通过控制执行器的工作状态,可以调整云台的姿态和位置。
4. 云台校准的应用云台校准在很多领域都有广泛的应用。
4.1 机器视觉在机器视觉领域,云台校准可以用于摄像头的自动校准。
通过使用云台校准技术,摄像头可以自动调整姿态和位置,以获得最佳的观察角度和画面质量。
4.2 无人驾驶云台校准在无人驾驶领域也有着重要的应用。
无人驾驶车辆通常需要使用多个摄像头来感知周围环境,通过进行云台校准可以确保摄像头的准确定位和跟踪。
4.3 航天在航天领域,云台校准可以用于卫星定位和追踪。
通过对卫星上的云台进行校准,可以实现卫星的高精度定位和目标跟踪,提高航天任务的成功率。
TheApplicationoftheDigitalCompassinPreciseOrientedPlatformZHAOYi2qiang,GUANDa2nian,CHENHao2min(SchoolofElectronicandinformationEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
Abstract: Digitalcompassarehavingwideapplicationintheprecised-oritenedsystem.ThispaperintroducesthecharacteristicofdigitalcompassHMR3000anditsapplicationinmilitarythreedimensionalorientedplatformandana2lyzesparametersinputandcontroloftheheading,pitchandrollintheorientedflat.Ithashighprecision,withitsheadingprecisionupto±018°,pitchandrollprecisionupto±015°.Keywords: digitalcompass;preciselyoriented;heading;pitch
电子罗盘在精确定位平台中的应用①赵毅强,管大年,陈豪敏(天津大学电子信息工程学院,天津 300072)
摘要:
电子罗盘正广泛应用于各类导航和精确定位系统,本文介绍了HMR3000电子罗盘技术特点和应用特性,详
细分析了某型号军用三维电动精确定位平台的航向、俯仰和翻滚等参数的读取和控制过程。该平台系统采用8031
系列单片机作为控制器实现与电子罗盘的数据通讯和平台的定位控制,其航向精度为±018°,俯仰、翻滚精度为±015°。关键词:
数字罗盘;精确定位;航向;俯仰
中图分类号:TP212;TN96 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2005)01-0140-03
电子罗盘作为一种重要的导航工具,正越来越多的应用于导航和定位系统。当前大多数的导航系统都使用电子罗盘来指示方向。电子罗盘通过对地球磁场等信息的读取、计算,精确输出航向、俯仰、翻转等参数,由于内嵌单片机可提供RS232或RS485等通讯模式,与单片机通过RS232或RS485进行串行通信[1],易于实现与上位机的信息交流与控制[2],从而精确定位。其内部全部采用表面贴片元件,不含任何移动元件,非常可靠和坚固,且功耗低、体积小。同时该装置带有非铁磁性金属外壳,可以安装固定在任何一个平台上。随着当前通信技术的发展,三维电动精确定位平台正广泛应用于姿态控制,电子对抗等领域,电子罗盘作为航向、俯仰、翻转等参数的测量传感器而得到大量使用。1 系统设计概述 HMR3000是霍尼韦尔(honeywell)公司的产品之一,由三轴磁阻传感器和一个充有液体的两轴倾斜传感器组成,其航向角度上的精确度可以达到015°,俯仰和翻滚方面的精度可以达到±014°,分辨率达到011°。它有着传统针式和平衡架结构罗盘所没有的许多方面的优点,即使在倾斜达到40°时,
也能给出精确的航向。并由单片机控制[1]传感器的测量时序[3],所有控制HMR3000操作的参数存
储在EEPROM中。HMR3000提供六种NMEA[4]标准数据输出信
息格式(HDG、HDT、XDR和HPR、RCD、CCD)及四种操作模式(连续模式、选通模式、休眠模式和标定模式)。用户可以根据自己实际的需要设置数字罗盘
①收稿日期:2004202220
作者简介:赵毅强(1965-),男,副教授,硕士生导师,主要从事传感器系统设计和集成电路设计的研究和开发工作,
zyq9068@sina.com;zyq9068@eyou.com.
第18卷第1期传感技术学报Vol.18No.1
2005年3月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar.2005
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net的信息输出,其电路原理图如图1所示。图1 HMR3000的电路原理图 在一种军用三维电动精确定位平台,采用MCS51兼容单片机作为主控制器,通过RS232标准接口与HMR3000连接,使用简单的ASCII命令字符串通信。由于该平台由普通电机控制,为提高精度实现精确定位,将罗盘的输出方式设定为连续模式下的HPR标准信息输出,输出速率为180min。1.1 硬件设计由于该平台的实际应用环境中,存在较强的电磁干扰,因此在设计中应采取各种抗干扰措施,主要包括:传输信号电缆和机壳的设计;以及输入输出电路的信号隔离。具体电路见图2所示。
图2 接口电路 光电隔离部分采用6n135,它以发光二极管作为输入端,光敏三极管为输出,隔离电压为3000V,带宽达到2MHz,响应速率快。串行通信专用芯片MAX202实现标准的RS232通信接口,用于完成RS232到TTL电平的转换,MAX202芯片内部有电压倍增电路和转换电路,仅需+5V电源就可工作,使用十分方便,且性能稳定。当罗盘发送一个信号后,该信号经过电平转换后就可被单片机检测出。1.2 三维参数的高精度实现1) 罗盘数据的读取HMR3000的串行通信[4]是根据NMEA0183标准制定的简单的、异步ASCII协议。ASCII码的传输和接收使用1bit开始位、8bit数据位和1bit停止位。每一字符有10bit,波特率可选择1200、2400、4800、9600、19200、38400。HPR数据格式具体如:$PTNTHPR,x.x,a,x.x,a,x.x,a3hh这条语句把HMR3000的三个重要的测量结果和有用的状态信息结合在一起。数据依次代表:航向、磁场状态、俯仰、俯仰状态、翻转、翻转状态。航向、俯仰和翻转的单位可以是度或mils,由对EEP2ROM中的设置来决定。例如语句:$PTNTHPR,8519,N,-019,N,018,N32C
其中8519、-019和018分别代表三种动作的具体数值。而N是代表运行在正常模式下。图3表示罗盘数据读取处理的具体流程:首先判定接收到的数据是否为起始标志位,若是则开始采集数据,读取第二位数,进行采集的同时保存数据,如不是则继续判定;由于采用的是非定长通讯,
因此在采集数据的同时,还要判定当前位是否为结束标志位,如果当前位是结束标志位则进行CRC
校验,若正确则对得到的数据进行处理,HPR分离[6];如果不是标志结束位,则开始新的采集;在完
成数据分离后,将数据送数字显示。2) 罗盘的标定
为了补偿[5]实际应用中除地磁场外的其它磁场,以获得精确的航向,罗盘HMR3000必须进行标
141第1期赵毅强,管大年等:电子罗盘在精确定位平台中的应用© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net图3 定[7]。地磁场外的磁场是由金属主平台和周围的铁磁场产生。通过执行标定程序,HMR3000可以补偿诸如硬铁磁场的静态环境磁场。尤其当罗盘安装位置或平台的磁特性发生变化时,必须重新进行标定,否则会产生航向误差,影响精度。由于是车载平台[8]我们采用输入标定法[5],通
过迭代[7]过程来计算硬铁偏置。通常情况下275
次迭代可以得出满意的结果,标定的过程一直继续直到达到这一迭代次。具体的实现过程:
① 首先将HMR3000置于标定模式下,发命令:#F3314=0351。② 此时开始向某一方向转动平台,并进行判定是否达到限位点,单片机一旦收到限位信号,将开始向反方向转,过程与左转一样。③ 通过命令:#I26C331来检查迭代次数,HMR3000将回答#nnnn3hh
信息,其中nnnn为迭代次数。如果该值小于275,继续进行标定过程直到该值达到275为止。④ 最后发出命令:#F2FE.2=1367
将其结果保存在EEPROM中。⑤ 将罗盘返回操作模式,发命令:#F3314=
1350。
3) 精确定位的实现由于该三维平台自重较大,约为400kg,为节约成本,提高驱动能力,各方位的驱动电机均采用普通的两相电机控制,但是在运行过程电机的惯性使得高精度保障成为难点。经试验测试在转位方向约为115°,俯仰和翻滚方向约为017°。系统要求平台转动一周时间为115min,意味着每秒钟平台将转动415°,因此为提高精度要尽量缩短读罗盘时间间隔,以提前停止电机运转;为此编写高效率的程序,设计优化算法,使主程序运行时间缩短到011s。大大提高了控制精度,同时为避免电机误动作和提高抗干扰能力,所有输出控制信号采用光电隔离。
2 小 结 将数字罗盘HMR3000应用于三维电动精确定位平台的航向、俯仰和翻滚等参数[4]的读取和控制,有效地提高了平台的定位精度,经测试,转位精度±018度,俯仰和翻滚精度016度,满足了系统的需求。同时该控制方式可广泛用于各类精确定位系统。
参考文献:
[1] 何立民.单片机系统应用设计[M].北京航空航天出版社,198914.
[2] 刘海春,翁晓光等.微机与单片机串行通信[J].电子测量技术,200412.
[3] MicrocontrollerHandbook[S].IntelCorp,1986.[4] DigitalCompass,http://www.ssec.honeywell.com/mag2netic/datasheets/hmr3000.pdf.[5] EvaluationofHMR3000DigitalCompass,http://www.cim.mcgill.ca/~kiriy/publications/HMR3000report.pdf.[6] SensorDatasheet.http://www.robsonco.com/sensorinfor2mation.pdf.[7] DigitalCompassSolution.http://www.ssec.honeywell.com/magnetic/datasheets/hmr3000.pdf.[8] VehicleDigitalcompass.http://www.aro.army.mil/arowash/rt/sbir/04brochure/pg1.pdf.