[发明专利]智能惯导系统的信号预处理装置及方法

说明书

本发明提供一种惯性导航传感系统的数据预处理装置及方法。该预处理装置包括校准模块、滤波模块和选择器。校准模块用于对从传感器组件接收的测量数据进行数据校准，滤波模块用于对校准后的数据进行滤波，滤波模块优选可为参数可调的卡尔曼滤波器。选择器基于用户或系统配置从校准模块接收的数据和滤波模块接收的数据中选择一组数据输出给数据融合模块，通过数据融合模块进行数据融合处理。本装置可以根据用户对测量数据的精度要求按需选择测量数据所经过的数据预处理路径，实现不同的数据精度要求，为用户提供个性化需求的数据。

技术领域

本发明涉及一种智能传感器领域，尤其涉及一种智能惯性导航传感系统的信号预处理装置及预处理方法。

背景技术

惯性导航传感系统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，在虚拟现实、无人驾驶等众多技术领域中承担了前端数据检测的重要任务，其数据的准确性和精度会极大影响控制系统的控制功能，另外由于用户对前端数据的要求多种多样，单一数据输出也不能满足用户多种多样的数据需求。当前的惯性导航传感系统运动检测数据准确度差、精度低，为用户提供的数据不能满足不同用户的多种需求。

发明内容

为解决现有技术中的题，本发明提供一种灵活的惯性导航传感系统的数据预处理装置和方法，根据用户对测量数据的不同要求按需选择测量数据所经过的数据预处理路径，从而数据融合模块可获得经过不同预处理过程的数据，实现不同的数据精度要求，为用户提供个性化需求的数据。

本发明提供一种惯性导航传感系统的数据预处理装置。该预处理装置包括校准模块、滤波模块和选择器。校准模块用于对从传感器组件接收的测量数据进行数据校准，滤波模块用于对校准后的数据进行滤波，滤波模块优选可为参数可调的卡尔曼滤波器。选择器基于用户或系统配置从校准模块接收的数据和滤波模块接收的数据中选择一组数据输出给数据融合模块，通过数据融合模块进行数据融合处理。

优选的，校准模块、滤波模块和选择器可在处理器中实现

优选的，传感器组件包括加速度传感器、角速度传感器和磁力传感器。三路传感器将测量的数据分别传送给包生成器和校准模块。包生成器按照预定协议格式将传感器输出的测量数据进行打包。校准模块接收到传感器组件传送的测量数据后对三路数据分别进行校准，校准后的三路测量数据分别传送到选择器和滤波模块。滤波模块对校准后的三路数据分别进行滤波，滤波后送入选择器。选择器根据用户或系统配置从校准模块和滤波模块输入的两组数据中选择一组，选择器可以选择校准模块输出三路数据将其传送给数据融合模块，也可以选择滤波模块输出的三路数据将其传送给数据融合模块。滤波模块可为卡尔曼滤波器，其Q、R参数可调整。选择器输出哪一组数据可基于用户或系统配置。

本发明提供又一种惯性导航传感系统的数据预处理装置。该预处理装置包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器、第一选择器、第二选择器、第三选择器、第四选择器、第五选择器、第六选择器。优选的，第一、第二和第三滤波器为卡尔曼滤波器，其Q、R参数可调整。

第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端连接加速度传感器的输出端，第一校准模块的输出端分别连接第一选择器的第二输入端、第二选择器的第一输入端及第一滤波器的输入端，第一滤波器的输出端分别连接第一选择器的第三输入端和第二选择器的第二输入端。第一选择器的输出端连接包生成器，第二选择器的输出端连接引擎内核模块。加速度传感器将检测到的数据传送给第一校准模块和第一选择器，第一校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第一滤波器和第二选择器，第一滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第一选择器和第二选择器。根据用户或系统配置，第一选择器对输入的三路信号进行选择，将选择的信号传送给包生成器，第二选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给数据融合模块进行数据融合处理。