惯性测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种惯性测量装置，包括：第一惯性测量单元，用于采集待测样的模拟信号；第二惯性测量单元，用于采集待测样的第一数字信号；微处理器，微处理器分别与第一惯性测量单元和第二惯性测量单元相连，微处理器用于对模拟信号和第一数字信号进行融合和处理，以得到测量数据。该测量装置可以根据模拟信号和数字信号得到测量数据，不但提高测量精度，并且提高测量量程，进而提高装置的适用性。

【技术实现步骤摘要】
惯性测量装置
本专利技术涉及惯性测量
，特别涉及一种惯性测量装置。
技术介绍
近年来随着MEMS(微机电系统，Micro-ElectroMechanicalSystems)技术的发展而产生的MEMSIMU(惯性测量单元)具有低成本、尺寸小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点，使其广泛应用于人们生活中的方方面面，如游戏、虚拟现实技术、导航等，但是随着用户的应用需求越来越广泛，单一的惯性测量单元越发难以满足用户的应用需求。相关技术中，市场上应用的惯性测量单元主要分为两大类：模拟型惯性测量单元和数字型惯性测量单元。其中，模拟型惯性测量单元具有测量精度高的优点，但测量范围却较小，而数字型惯性测量单元的测量范围大，但测量精度低于模拟型惯性测量单元。然而，随着用户的应用需求越来越广泛，单一的惯性测量单元越发难以满足用户的应用需求。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种惯性测量装置，该装置具备精度高、量程大的有点，提高了装置的适用性。为达到上述目的，本专利技术实施例提出了一种惯性测量装置，包括：第一惯性测量单元，用于采集待测样的模拟信号；第二惯性测量单元，用于采集所述待测样的第一数字信号；微处理器，所述微处理器分别与所述第一惯性测量单元和所述第二惯性测量单元相连，所述微处理器用于对所述模拟信号和所述第一数字信号进行融合和处理，以得到测量数据。本专利技术实施例的惯性测量装置，通过采集的待测样的模拟信号和数字信号得到测量数据，兼具模拟式测量精度高、数字式测量量程大的优点，提高测量精度，并且提高测量量程，进而提高装置的适用性，具有很强的多平台适用性。另外，根据本专利技术上述实施例的惯性测量装置还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述装置还包括：显示模块，用于显示所述测量数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，上述装置还包括：A/D转换模块，用于根据预设条件将所述模拟信号转换为第二数字信号，以使所述微处理器根据所述第二数字信号和所述第一数字信号得到所述测量数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，当读取完所述第二数字信号的同时，所述微处理器读取所述第一数字信号。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式得到所述测量数据：R＝A×WA+D×WD，其中，R为所述测量数据，A为所述第二数字信号，WA为所述第一惯性测量单元的权重系数，D为所述第二数字信号，WD为所述第二惯性测量单元的权重系数。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式得到所述第一惯性测量单元的权重系数和所述第二惯性测量单元的权重系数：其中，SA为所述第一惯性测量单元的量程，SD为所述第二惯性测量单元的量程。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一惯性测量单元的量程和所述第二惯性测量单元的量程之和为1。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，当所述第一数字信号超出所述第一惯性测量单元的量程，所述第一惯性测量单元的权重系数为0，所述第二惯性测量单元的权重系数为1，并且当所述模拟信号小于预设阈值时，所述第一惯性测量单元的权重系数为1，所述第二惯性测量单元的权重系数为0。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，当所述测量数据小于或等于所述预设阈值时，所述第一数字信号判定不准确。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第一惯性测量单元为模拟式惯性测量单元，所述第二惯性测量单元为数字式惯性测量单元。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的惯性测量装置的结构示意图；图2为根据本专利技术一个具体实施例的惯性测量装置的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的惯性测量装置。图1是本专利技术一个实施例的惯性测量装置的结构示意图。如图1所示，该惯性测量装置10包括：第一惯性测量单元100、第二惯性测量单元200和微处理器300。其中，第一惯性测量单元100用于采集待测样的模拟信号。第二惯性测量单元200用于采集待测样的第一数字信号。微处理器300分别与第一惯性测量单元100和第二惯性测量单元200相连，微处理器300用于对模拟信号和第一数字信号进行融合和处理，以得到测量数据。本专利技术实施例的装置10可以根据模拟信号和数字信号得到测量数据，不但提高测量精度，并且提高测量量程，进而提高装置的适用性。可选地，在本专利技术的一个实施例中，如图2所示，第一惯性测量单元100为模拟式惯性测量单元，第二惯性测量单元200为数字式惯性测量单元，但不局限于模拟式惯性测量单元和数字式惯性测量单元。可以理解的是，如图2所示，模拟式惯性测量单元将采集到的信息传输到微处理器300中，而数字式惯性测量单元将采集到的数字信息直接传输到微处理器300中，从而分别来自不同惯性测量单元的信息经过微处理器300同步后进行数据融合和处理，进而得到测量数据。可选地，在本专利技术的一个实施例中，微处理器300可以为但不局限于STM32系列处理器。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，如图2所示，本专利技术实施例的装置10还包括：显示模块400。其中，显示模块400用于显示测量数据。也就是说，微处理器300可以将处理得到的测量数据输出到显示模块400上，以显示惯性测量结果。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，如图2所示，本专利技术实施例的装置10还包括：A/D转换模块500。其中，A/D转换模块500用于根据预设条件将模拟信号转换为第二数字信号，以使微处理器300根据第二数字信号和第一数字信号得到测量数据。可以理解的是，模拟式惯性测量单元输出信号的模数转换，既可以在A/D转换模块500进行，也可以在微处理器300内进行，下面以A/D转换模块500转换为例进行说明，即模拟式惯性测量单元将采集到的信息通过A/D转换模块500转化为数字信号并传输到微处理器300中。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，当读取完第二数字信号的同时，微处理器300读取第一数字信号。可以理解的是，微处理器300同步模拟式和数字式两路惯性测量数据的方法为：通过A/D转换模块500定时对模拟式惯性测量单元的输出数据进行模数转换，微处理器读取A/D转换模块500输出，之后立即读取数字式惯性测量单元的输出数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，通过以下公式得到测量数据：R＝A×WA+D×WD，其中，R为测量数据，A为第二数字信号，WA为第一惯性测量单元的权重系数，D为第二数字信号，WD为第二惯性测量单元的权重系数。可以理解的是，微处理器处理两路数据的原则为，两路数据分别乘以各自的权重系数后相加，即得到融合后的测量结果，即R＝A×WA+D×WD。其中R为融合后的测量结果，A为模拟式惯性测量单元输出数据进行模数转换后的结果，WA为模拟式惯性测量单元的权重系数，D为数字式惯性测量单元输出的测量数据，W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯性测量装置，其特征在于，包括：第一惯性测量单元，用于采集待测样的模拟信号；第二惯性测量单元，用于采集所述待测样的第一数字信号；以及微处理器，所述微处理器分别与所述第一惯性测量单元和所述第二惯性测量单元相连，所述微处理器用于对所述模拟信号和所述第一数字信号进行融合和处理，以得到测量数据。

【技术特征摘要】
1.一种惯性测量装置，其特征在于，包括：第一惯性测量单元，用于采集待测样的模拟信号；第二惯性测量单元，用于采集所述待测样的第一数字信号；以及微处理器，所述微处理器分别与所述第一惯性测量单元和所述第二惯性测量单元相连，所述微处理器用于对所述模拟信号和所述第一数字信号进行融合和处理，以得到测量数据。2.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，还包括：显示模块，用于显示所述测量数据。3.根据权利要求1所述的惯性测量装置，其特征在于，还包括：A/D转换模块，用于根据预设条件将所述模拟信号转换为第二数字信号，以使所述微处理器根据所述第二数字信号和所述第一数字信号得到所述测量数据。4.根据权利要求2所述的惯性测量装置，其特征在于，当读取完所述第二数字信号的同时，所述微处理器读取所述第一数字信号。5.根据权利要求3所述的惯性测量装置，其特征在于，通过以下公式得到所述测量数据：R＝A×WA+D×WD，其中，R为所述测量数据，A为所述第二数字信号，WA为所述第一惯性测量单元的权重系数，D为所述第二数字信号，WD为所述第二惯性测量单元的权重系数。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李一鹏，史杰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11