[发明专利]一种面向无人机电力巡检用的光纤IMU数据采集系统

摘要

一种面向无人机电力巡检用的光纤IMU数据采集系统，包括信号输入模块、信号采集与预处理模块、数据通信接口模块；信号输入模块包括3路加速度计脉冲信号、3路陀螺脉冲信号和3路数字温度信号，通过光耦电路隔离发送给FPGA。信号采集与预处理模块由FPGA芯片及其外围配置电路实现，并行接收陀螺、加速度计和温度脉冲信号，完成数据的平滑和预处理。数据通信模块通过串口RS422实现与上位机的通信，其一方面将数据打包发送给上位机进行解算或存储。另一方面实现IMU与GPS的时间同步，保证数据的可靠性。本发明实现了一种轻小型，通用型，高可靠性的数据采集系统，对实现基于无人机的电力线路巡检系统的集成研发具有重要的实践意义。

主权项

一种面向无人机电力巡检用的光纤IMU数据采集系统，其特征在于：包括信号输入模块（1）、信号采集与预处理模块（2）、数据通信模块（3）；信号输入模块包括由石英挠性加速度计输出的X、Y、Z轴向的3路加速度计脉冲信号（4）和由高精度光纤陀螺仪输出的X、Y、Z轴向的3路陀螺脉冲信号（5）以及由数字温度传感器（17）分别采集输出的陀螺仪温度信号、加速度计温度信号和数据采集板温度信号共3路数字温度信号（6），其中3路加速度计脉冲信号（4）和3路陀螺脉冲信号（5）通过光耦隔离电路（7）隔离发送给数据采集与预处理模块（2），3路数字温度信号（6）则利用三条单线分别串联多个数字温度传感器形成分布式网络点测试，直接读取每一条单线上的环境温度信息，并通过3路并行温度采集通道发送给数据采集与预处理模块（2），数据采集与预处理模块（2）对这些信息进行平滑与预处理之后，将其发送给数据通信模块（3），数据通信模块（3）则利用串口将IMU通过惯性器件采集到的角速度和加速度原始脉冲数据和数字温度数据打包输出给上位机（16），同时接收GPS（18）发出的PPS秒脉冲并输出时间同步IPS脉冲给上位机（16），保证数据采集系统与上位机（16）时间上的同步。