[实用新型]用于无人机的横滚角测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种用于无人机的横滚角测量装置。

背景技术

现有的微小型无人机存在以下问题：

(1)微小型无人机没有专门的横滚角测量装置；

(2)现有装置采用的传感器价格较贵，不适合微小型无人机特别是微型无人机的使用。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本实用新型的在于提出一种用于无人机的横滚角测量装置，采用低成本传感 器，降低生产成本，且具有较高的可靠性和通用性的特点，适用于不同平台的无人机。

为了实现上述目的，本实用新型一方面的实施例提供一种用于无人机的横滚角测量装 置，包括：用于测量所述无人机的三轴磁场强度信号的三轴磁场测量模块；用于测量所述 无人机的三轴角速度信号的三轴角速度测量模块；用于将所述三轴磁场强度信号和三轴角 速度信号由模拟信号转换为数字信号的模拟-数字转换芯片，所述模拟-数字转换芯片的输 入端与所述三轴磁场测量模块的输出端和所述三轴角速度测量模块的输出端相连；用于根 据转换后的三轴磁场强度信号和三轴角速度信号计算横滚角的控制芯片，所述控制芯片的 输入端与所述模拟-数字转换芯片的输出端相连。

进一步，所述三轴磁场测量模块采用三轴地磁传感器。

进一步，所述三轴角速度测量模块采用三轴MEMS角速率陀螺仪。

进一步，所述控制芯片采用ARM处理器。

进一步，所述控制芯片的通讯接口采用RS422接口。

进一步，所述控制芯片采用外部晶振作为时钟。

根据本实用新型实施例的无人机的横滚角的测量装置，采用三轴磁场测量模块和三轴 角速度测量模块测量无人机的磁场信号和角速度信号，适用于微小型无人机。本实用新型 采用低成本传感器，降低生产成本，且具有较高的可靠性和通用性的特点，适用于不同平 台的无人机。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得 明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型实施例的用于无人机的横滚角测量装置的结构图；

图2为根据本实用新型实施例的用于无人机的横滚角测量装置的工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限 制。

如图1所示，本实用新型实施例的用于无人机的横滚角测量装置，包括：三轴磁场测 量模块1、三轴角速度测量模块2、模拟-数字转换芯片3和控制芯片4。

具体地，三轴磁场测量模块1用于测量无人机的三轴磁场强度信号。

在本实用新型的一个实施例中，三轴磁场测量模块1可以采用霍尼韦尔的型号为 HMC1022的三轴地磁传感器。

三轴角速度测量模块2用于测量无人机的三轴角速度信号。

在本实用新型的一个实施例中，三轴角速度测量模块2可以采用ADI的ADXRS系列的 三轴MEMS角速率陀螺仪。

模拟-数字转换芯片3的输入端与三轴磁场测量模块1的输出端和三轴角速度测量模块 2的输出端相连。模拟-数字转换芯片3接收三轴磁场强度信号和三轴角速度信号，并将该 三轴磁场强度信号和三轴角速度信号由模拟信号转换为数字信号。

控制芯片4的输入端与模拟-数字转换芯片3的输出端相连，用于根据转换后的三轴磁 场强度信号和三轴角速度信号计算横滚角。

具体地，控制芯片4首先对三轴磁场测量模块1和三轴角速度测量模块2进行误差补 偿，包括：对三轴磁场测量模块1进行温度误差、零位、安装误差的补偿，对三轴角速度 测量模块2的硬磁干扰等进行补偿，并对噪声进行数字滤波处理。然后根据补偿后的三轴 磁场强度信号计算地磁横滚角，根据补偿后的三轴角速度信号计算姿态矩阵横滚角。然后 对计算到的姿态矩阵横滚角和地磁横滚角进行融合，得到无人机的横滚角。