[发明专利]主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置及方法

权利要求书

1.一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，包括：

组合导航信号解算模块，用于通过数字信号处理器DSP对传感器模块采集的巷道内车辆运动信息和蓝牙标签的数据进行解算、数据融合，将解算后的导航数据传输至外部终端设备，并显示车辆位置、速度及航向信息；

传感器模块，用于通过MEMS惯性传感器采集巷道内车辆运动信息和通过主动式蓝牙传感器采集蓝牙标签的数据，并将采集的数据传输至组合导航信号解算模块；

电源模块，用于对组合导航信号解算模块和传感器模块提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，所述组合导航信号解算模块包括数字信号处理器DSP、存储器和串口通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，所述传感器模块包括主动式蓝牙传感器和复合式MEMS惯导平台；

所述复合式MEMS惯导平台包括MEMS惯性传感器和微机械稳定转台，所述MEMS惯性传感器安装在微机械稳定转台上；

所述MEMS惯性传感器包括3轴MEMS陀螺、3轴MEMS加速度计和MEMS磁强计；

所述微机械稳定转台框架上设有方位、俯仰电机，方位、俯仰角度传感器和驱动模块。

4.根据权利要求3所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，所述MEMS惯性传感器、主动式蓝牙传感器和微机械稳定转台分别通过串口与数字信号处理器DSP连接，数字信号处理器DSP通过串口与外部显示终端相连。

5.根据权利要求3所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，所述主动式蓝牙传感器为查询式蓝牙传感器，只有当车载导航模块中的主动式蓝牙传感器向沿巷道墙壁布置的蓝牙标签基站发射查询指令的时候，蓝牙标签基站模块才会回传信号。

6.根据权利要求1所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航装置，其特征在于，所述电源模块包括5V转3.3V模块、5V转1.8V模块和5V转1.2V模块；5V转3.3V模块为传感器模块供电，5V转3.3V模块、5V转1.2V模块和5V转1.8V模块为数字信号处理器DSP供电。

7.一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)检查导航装置与外部显示终端通信接口、导航装置与巷道内车辆车载终端CAN接口是否连接正常，若未连接则进行手动连接；

2)巷道内车辆发动机启动，电源开始供电，外部显示终端自动开机，导航装置开机；

3)复合式MEMS惯导平台初始化至水平位置，复合式MEMS惯导平台与数字信号处理器DSP构成的惯导系统自对准；

4)导航装置中主动式蓝牙传感器发射蓝牙标签查询信号，搜索巷道内附近蓝牙标签，若没有发现标签，持续搜索；若发现蓝牙标签，结合地图信息，确定参考航向，导航装置开始导航；

5)导航装置根据MEMS惯性传感器采集的数据进行惯性导航解算，解算得到位置姿态信息；3轴MEMS陀螺和3轴MEMS加速度计的数据可以融合以抑制陀螺漂移；组合导航信号解算模块解算出的位置姿态数据与方位、俯仰角度传感器数据比较后，得到方位、俯仰电机的控制量，进行复合式MEMS惯导平台稳定控制；

6)在蓝牙标签数据有效区域，数字信号处理器DSP采用卡尔曼滤波器进行蓝牙/MEMS惯性组合导航；在蓝牙标签数据无效区域，由惯导装置维持位置递推；

7)再次进入蓝牙标签数据有效的区域，发现新标签，若满足切换条件，进行标签切换；

8)重复步骤5)-步骤7)，直至导航结束。

8.根据权利要求7所述的一种主动查询式蓝牙/复合式MEMS惯导组合导航方法，其特征在于，所述切换条件为，数字信号处理器DSP中预设蓝牙信号标签信号阈值M，新标签信号N若大于等于阈值M，则切换；若小于则不切换，维持惯性导航。