[实用新型]多传感器融合的目标定位装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种基于多传感器融合的目标定位装置。其采集了GPS接收模块5、激光测距模块6和电子罗盘模块7的数据，并对这些数据通过融合算法进行处理，得到目标的经度和纬度，从而实现目标定位的装置。 

背景技术

目前目标定位技术主要应用于军事、航空航天、航海以及民用的汽车导航等领域。而随着技术的发展以及生活水平的改善，普通大众对观察物体的具体信息包括地理坐标以及物体的运动状态等越来越感兴趣，因此，能实现这种功能的高科技产品，就越来越受到人们的关注和喜爱。当前的目标定位技术从手段上看比较单一，主要有卫星定位、磁定位、声定位和光定位，各种定位方式各有优缺点。基于多传感器融合的定位技术明显的优于单一的定位技术，因此多传感器融合的定位技术也就成了当今定位系统设计的一个新热点。 

发明内容

本实用新型一种基于多传感器融合的目标定位装置，它将GPS接收模块5的数据、激光测距模块6的数据和电子罗盘模块7的数据进行融合运算，得到目标的经度和纬度，实现了卫星定位、光定位以及磁定位多种定位方式的结合；它由数据采集模块1、中央控制模块2、显示模块3和按键控制模块4组成；数据采集模块1包含了GPS接收模块5、激光测距模块6和电子罗盘模块7，中央控制模块2包含了中央控制器8、串口控制9、模数转换10、I2C总线11和串口控制12；中央控制器8通过I2C总线11与电子罗盘模块7通信，通过模数转换10与激光测距模块6通信，通过串口控制9与GPS接收模块5通信，通过串口控制12与显示模块3通信，并通过通用输入输出口控制按键控制模块4。 

系统结构 

参见图1，该系统主要由中央控制模块1、数据采集模块2、显示模块3和按键控制模块4组成。下面对各模块进行介绍。 

1、数据采集模块1 

该模块通过GPS接收模块5、激光测距模块6和电子罗盘模块7分别采集定位装置的经度和纬度、定位装置到目标的距离、定位装置指向目标的方向与地磁北极形成的逆时针偏角。 

1.1、GPS接收模块5 

GPS接收模块5端口是TTL电平，可以通过串口直接和单片机相连，提供定位装置所处的 经度和纬度。 

1.2、激光测距模块6 

本装置的激光测距模块6主要功能是提供一个模拟的电压信号，直接接到单片机的模数转换通道，单片机内部模数转换模块可将该模拟信号处理成表示距离的数字信号。 

1.3、电子罗盘模块7 

电子罗盘模块7采用I2C协议通信，直接接到单片机。本装置内部的单片机自带了I2C接口，所以能非常方便使两者相连接。电子罗盘模块7主要功能是提供定位装置指向目标的方向与地磁北极形成的逆时针偏角。 

2、中央控制模块2 

中央控制模块2包含了中央控制器8、串口控制9、模数转换10、I2C总线11和串口控制12。 

中央控制模块2采用的是C8051F12x系列的单片机。该系列单片机内部自带I2C的接口，具有片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器，是真正能独立工作的片上系统。其特点是内部资源多，存储量大、运行速度快。 

中央控制模块2实现对各传感器、液晶屏和按键进行数字端口分配与控制。中央控制模块2通过串口控制9、模数转换10、I2C总线11分别实现对GPS接收模块5、激光测距模块6和电子罗盘模块7各传感器的数据采集，并对数据通过算法运算得出目标的经度和纬度。并由中央控制模块2通过串口控制12使各传感器的数据和目标的经度和纬度在显示模块3显示出来。 

3、显示模块3 

显示模块3采用的是320*240的液晶屏，集成了标准的字库并可扩展用户自定义字库，液晶屏显示采用RS232电平，通过RS232电平转换电路接入到单片机的串口控制12。中央控制模块2可将各传感器数据与目标的定位信息传输到显示模块3显示。 

4、按键控制模块4 

按键控制模块4通过通用I/O口接入到单片机。按键控制模块4提供对GPS接收模块5、激光测距模块6、电子罗盘模块7传感器的参数校准和对显示模块3的显示界面切换、参数设定和数据察看功能。 

附图说明

图1是本实用新型原理图。图2是本实用新型在实施方式中的组成结构图。 

图1中各组成部分序号如下： 

1-数据采集模块、2-中央控制模块、3-显示模块、4-按键控制模块。 

图2中各组成部分序号如下：