[发明专利]一种基于FPGA的微小型惯性测量单元

权利要求书

1. 一种基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，包括三轴MEMS加速度计模块、三轴MEMS陀螺仪模块、温度传感器模块、信号处理器、RS232电平转换模块及电源管理模块；

电源管理模块为其他所有模块提供供电电压；

三轴MEMS加速度计模块实时感知载体X、Y、Z三个轴向的加速度信息，并实时传送到信号处理器；

三轴MEMS陀螺仪模块实时感知载体X、Y、Z三个轴向的角速度信息，并实时传送到信号处理器；

温度传感器模块感知载体周围的环境温度信息，并实时传送到信号处理器；

信号处理器对收到的数据进行标定和补偿，由RS232电平转换模块将载体的加速度和角速度信息转换成符合RS232协议的格式发送出去。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，所述信号处理器即FPGA芯片，利用VerilogHDL语言在FPGA芯片上实现信息采集接口、数据格式转换、存储，并且对陀螺仪和加速度计数据进行标定补偿。

3.根据权利要求1所述的基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，

信号处理模块包括数据转换与处理模块、标定与温度补偿模块、带有发送FIFO和接收FIFO的UART模块，多个SPI 接口模块。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，

信号处理模块与三轴MEMS加速度计模块、三轴MEMS陀螺仪、温度传感器模块之间采用SPI通讯协议通信，SPI 接口包括片选信号、串行时钟输入，主输入从输出、主输出从输入四个端口，信号处理模块作为SPI通信的主机，给出片选信号、时钟信号和控制字。

5.根据权利要求3所述的基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，

带有发送FIFO和接收FIFO的UART接口模块实现惯性数据的暂存和RS232格式输出。

6.根据权利要求3所述的基于FPGA的微小型惯性测量单元，其特征是，

数据转换与处理模块对三轴MEMS加速度计模块和三轴MEMS陀螺仪感知的数据进行解析；

标定与温度补偿模块对零偏、刻度因子非线性、安装误差和温度误差进行补偿处理。