[发明专利]智能惯性导航传感系统及其数据处理方法

说明书

本发明涉及一种智能惯性导航传感系统及其数据处理方法，该系统包括传感器组件、处理模块及接口模块，传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块，处理模块包括引擎内核模块。该方法具体包括如下步骤：传感器组件测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息；处理模块接收测量的数据，通过引擎内核模块对测量数据进行数据融合处理，接口模块将经过数据融合处理后的数据输出到外部模块或主机。其中处理模块中嵌入实时操作系统，在实时操作系统中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转，分别控制处理模块中各项任务的执行。通过在系统架构中引入实时操作系统，加速进程的运行效率，改善系统的数据处理效率和运行效率。

技术领域

本发明涉及一种智能惯导领域，尤其涉及一种智能惯性导航传感器系统。

背景技术

惯性导航是一种以测量运动体加速度为基础的定位方法，它不依赖外界信息，只靠自身的惯性测量完成导航，惯性导航系统则是一种利用惯性敏感器件、基准方向及最初位置来确定物体在空间中的位置、方向和速度的自主式导航系统。但当前的惯性导航系统运动检测的性能不够理想，参数偏差大，数据处理效率和实时性较差，系统架构维护难度大。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能惯性导航传感系统及其数据处理方法。该系统包括传感器组件、处理模块及接口。其中传感器组件用于测量检测数据，处理模块用于对测量检测的数据进行数据融合处理，接口模块用于将数据融合处理后的数据输出给外部模块或主机，其中处理模块中嵌入实时操作系统，在实时操作系统中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转,用于分别控制处理模块中的各项任务的执行。

优选的，其中传感器组件可包括多个传感器，多个传感器例如包括加速度传感器、角速度传感器(陀螺仪)、磁力传感器，温度传感器、气压传感器和/或全球导航卫星系统。其中加速度传感器用于检测加速度数据，角速度传感器用于测量角速度数据，磁力传感器用于测量各个轴向的地磁分量，温度传感器用于检测外界温度，气压传感器用于检测外界气压，全球导航卫星系统用于测量定位信息。数据融合算法可包括多种模式，可由用户预先选定，对不同输入的数据组合进行数据融合。

优选的，所述处理模块包括校准模块、滤波模块、选择器、引擎内核模块、包生成器和包组合器。校准模块用于接收传感器组件测量的数据，并对其分别进行校准。滤波模块用于对校准后的各路数据进行滤波，滤波模块优选可为卡尔曼滤波器。选择器用于根据用户或系统的配置从校准模块输出的数据和滤波模块输出的数据进行选择，将选择出的数据进行数据融合处理。包生成器用于将数据融合处理后的数据按照预定的格式生成数据包，也可以将未经过数据融合处理的测量数据按照预定格式生成数据包。包组合器用于将生成的多路数据包进行包组合处理。包经过组合处理后送入接口模块，通过接口模块输出给外部模块或主机。

优选的，多个线程可包括四个线程，分别用于从各个传感器获取数据、将各个传感器中获取的数据传送到引擎、处理呼吸灯等低优先级任务以及处理从主机(HOST)中获得的命令等。

优选的，实时操作系统为FreeRTOS系统。优选的，该FreeRTOS系统的系统频率被提高，系统频率例如提高到默认频率的50倍。通过在系统架构中引入实时操作系统，加速进程的运行效率，改善系统的数据处理效率和运行效率。

本发明提供了一种智能惯性导航传感系统的数据处理方法，其中该智能惯性导航传感系统包括传感器组件、处理模块及接口，该数据处理方法包括：传感器组件测量检测多路数据，处理模块对检测的多路数据进行数据融合处理，接口模块用于对数据融合处理后的各路数据进行输出，其中处理模块中嵌入实时操作系统，在实时操作系统中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转,多个线程用于分别控制不同任务的执行。