[发明专利]一种姿态传感器控制系统

说明书

本发明公开了一种姿态传感器控制系统，包括电源模块、模拟信号预处理模块、AD转换模块、微处理器、输出接口模块、加速度传感器和温度采集模块，所述电源模块为各模块提供工作电压；其特征在于：温度采集模块用于分别采集加速度计的温度信号，并转换成电压信号后输出到模拟信号预处理模块；模拟信号预处理模块接收加速度传感器和温度采集模块输出的信号，进行预处理后输出到AD转换模块；AD转换模块对收到的信号进行AD转换，输出到微处理器；微处理器对收到的信号进行信号滤波、温度补偿、交叉耦合补偿及误差修正处理，将处理后的信号通过输出接口模块发送到上位机；本发明可广泛应用于各类姿态传感器中。

技术领域

本发明涉及姿态传感器，具体涉及一种姿态传感器控制系统。

背景技术

姿态传感器是基于MEMS技术的高性能三维运动姿态测量系统。它包含三轴陀螺仪、三轴加速度计，三轴电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据。姿态传感器可广泛嵌入到航模无人机，机器人，机械云台，车辆船舶，地面及水下设备，虚拟现实，人体运动分析等需要自主测量三维姿态与方位的产品设备中。但是，现有的姿态传感器控制系统普遍存在控制精度低，温度漂移大，不能在线检测传感器的好坏，不能直接将数字信号传输到上位机等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种姿态传感器控制系统。

为了解决上述技术问题，根据本发明的技术方案，一种姿态传感器控制系统，包括电源模块、模拟信号预处理模块、AD转换模块、微处理器、输出接口模块、加速度传感器、温度采集模块和测试接口模块，所述电源模块为各模块提供工作电压。

其特征在于：

加速度传感器用于采集X轴和Y轴的重力加速度信号，并转换成电压信号后输出到模拟信号预处理模块；所述加速度传感器包括X轴加速度计和Y轴加速度计。

温度采集模块用于分别采集X轴加速度计和Y轴加速度计的温度信号，并转换成电压信号后输出到模拟信号预处理模块。

模拟信号预处理模块接收加速度传感器和温度采集模块输出的信号，进行预处理后输出到AD转换模块。

AD转换模块对收到的信号进行AD转换，输出到微处理器。

微处理器对收到的信号进行信号滤波、温度补偿、交叉耦合补偿及误差修正处理后，将处理后的信号通过输出接口模块发送到上位机。

输出接口模块包括串口芯片，用于提供串口通讯。

测试接口模块用于接收外部测试信号，将测试信号经前置放大、解调、二阶滤波、陷波、微积分补偿处理和功率放大后，施加到加速度计的力矩器，并将力矩器低端电流信号转换为电压信号，经线性比例放大，输出与测试信号成比例的直流电压信号到上位机。

本发明利用温度采集模块检测加速度计的温度，利用微处理器对收到的数据进行信号滤波、温度补偿、交叉耦合补偿及误差修正等处理，保证了控制精度高、温度漂移小、温度特性好，通过设置输出接口模块，实现了与上位机直接进行数字通讯；通过设置测试接口模块，能够在线检测加速度计的品质参数。

根据本发明所述的一种姿态传感器控制系统的优选方案，该系统还包括测试接口模块，所述测试接口模块包括前置放大器、解调电路、二阶滤波器、陷波器、微积分补偿电路、功率放大器、电流取样电路和信号放大电路。

前置放大器接收测试信号，对测试信号进行放大后输出到解调电路。

解调电路对信号进行调理解调后送入二阶滤波器。

二阶滤波器对信号进行滤波处理后输出到陷波器。