CN108151741A - 多模式智能惯性导航传感***及其数据处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理方法，该***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块，其中该处理模块包括引擎内核模块和选择器，引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法，其中传感器组件用于测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息，处理模块用于接收测量的数据，根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，选择器根据用户或***配置从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路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***，在实时操作***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。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能惯导技术领域，尤其涉及一种智能惯性导航传感器***。
背景技术
惯性导航传感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***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***。但当前的惯性导航传感***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，***架构维护难度大，数据算法复杂，算法效率差，为了执行复杂的算法往往需要较大的功耗。这些技术问题也因此成为智能惯导传感***的技术软肋。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多模式智能惯性导航传感***及其处理处理方法，通过多模式可以在惯导传感***的传感器输入数据路数更多、数据类型愈加复杂的情况下，对输入的传感数据进行灵活的选择，从而可以根据输入数据的不同选择不同的模式进行运算，从而节约计算量和功耗。同时在处理模块中嵌入实时操作***，加速进程的运行效率，改善***的数据处理效率和运行效率。
本发明提供一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理方法。该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中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和选择器，引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法。传感器组件用于测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息；处理模块用于接收测量的数据，通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路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***，在实时操作***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。多个线程例如可为存取线程(Fetch Thread)、处理线程(Process Thread)、呼吸线程(Breath Thread)、接口传输线程(UartRx Thread)，可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。实时操作***为FreeRTOS***，该FreeRTOS***的***频率优选可被提高，***频率例如提高到默认频率的50倍，以此加速进程的运行效率，改善***的数据处理效率和运行效率。
本发明提供又一种智能惯性导航传感***及其数据处理方法。该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块。所述处理模块包括校准模块、滤波模块、第一选择器、引擎内核模块、第二选择器、包生成器和包组合器，其中引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法。传感器组件的输出端连接校准模块的输入端，校准模块的输出端连接滤波模块的输入端和第一选择器的第一输入端，滤波模块的输出端连接第一选择器第二输入端，第一选择器的输出端连接引擎内核模块。通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，第二选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入包生成器，第二选择器的输出端连接包生成器输入端。包生成器的输出端连接包组合器输入端。包组合器输出端连接接口模块。智能惯性导航***的处理模块中嵌入实时操作***，该操作***优选为改进的FreeRTOS。在实时操作***中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转，优选的，将操作***的***频率提高，***频率例如提高到默认频率的50倍。
本发明提供的又一种智能惯性导航***及其数据处理方法。该智能惯性导航***包括传感器组件、处理模块及接口模块。其中传感器组件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***。所述处理模块用于接收多个传感器的测量数据，对所述多个传感器检测到的数据进行数据融合处理。其中该处理模块可包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第四校准模块、第五校准模块、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、第七选择器。优选的，第一、第二和第三滤波器为卡尔曼滤波器。该处理模块还包括引擎内核模块、包生成器以及包组合器，引擎内核模块中的引擎包括两个引擎模式。
其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块。
其中角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端。第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端。第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块。角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器。根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端。第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块。磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器。根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
温度传感器输出端连接引擎内核模块。气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器。温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块。引擎内核模块中的引擎包括引擎模式1和引擎模式2，引擎模式1和引擎模式2分别对应两种数据融合算法。第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器。包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器。包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。优选的，包生成器包括加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器、方向数据包生成器、测量数据包生成器、全球导航卫星数据包生成器。加速度数据包生成器用于将第一选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，角速度数据包生成器用于将第三选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，磁力数据包生成器用于将第五选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，方向数据包生成器、测量数据包生成器用于接收经过数据融合后的数据，将接收的数据按照预定格式打包后传送到包组合器。优选的，加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器分别具有原始模式、校准模式和滤波模式，滤波模式优选为卡尔曼滤波模式。优选的，方向数据包生成器具有四元数(Quatemion)、欧拉角(Euler)、数字余弦矩阵(DCM)等，测量数据包生成器包括Liner Acc、Delta V、Delta Q、Velocity、Distance、Heave Motion、AttitudeEllipsoid、Position ECEP、LatLon等模式，GNSS数据包。接口例如包括USART、UART(485)、IIC、SPI、Wireless、USB等。接口选择器将各路接口输出的数据选择性输出至主机(HOST)。
本实施例提供的智能惯性导航***的处理模块中嵌入实时操作***，该操作***优选为改进的FreeRTOS。在实时操作***中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转，优选的，将操作***的***频率提高，***频率例如提高到默认频率的50倍。多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。
其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块。
其中角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端。第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端。第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块。角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器。根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端。第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块。磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器。根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
温度传感器输出端连接引擎内核模块。气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器。温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块。引擎内核模块中的引擎包括引擎模式1和引擎模式2，引擎模式1和引擎模式2分别对应两种数据融合算法。第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器。包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器。包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。优选的，包生成器包括加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器、方向数据包生成器、测量数据包生成器、全球导航卫星数据包生成器。加速度数据包生成器用于将第一选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，角速度数据包生成器用于将第三选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，磁力数据包生成器用于将第五选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，方向数据包生成器、测量数据包生成器用于接收经过数据融合后的数据，将接收的数据按照预定格式打包后传送到包组合器。优选的，加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器分别具有原始模式、校准模式和滤波模式，滤波模式优选为卡尔曼滤波模式。优选的，方向数据包生成器具有四元数(Quatemion)、欧拉角(Euler)、数字余弦矩阵(DCM)等，测量数据包生成器包括线性加速度(Liner Acc)、Delta V、Delta Q、Velocity、Distance、Heave Motion、Attitude Ellipsoid、Position ECEP、LatLon等模式，GNSS数据包。接口例如包括USART、UART(485)、IIC、SPI、Wireless、USB等。接口选择器将各路接口输出的数据选择性输出至主机(HOST)。
附图说明
图1为本发明提供的一种多模式智能惯性导航***及其数据处理流程实施例
图2为本发明处理模块中操作***架构
图3为本发明提供的一种多模式智能惯性导航***及其数据处理流程的又一实施例
图4为本发明提供的一种多模式智能惯性导航***及其数据处理流程的又一实施例
图5为本发明提供的一种多模式智能惯性导航***及其数据处理流程的又一实施例
具体实施方式
(1)第一实施例
本实施例提供一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理流程。如图1所示，该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中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和选择器，引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法。传感器组件用于测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息；处理模块用于接收测量的数据，通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路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***，在实时操作***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。
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***。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***用于测量定位信息。
如图2所示，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。多个线程例如可为存取线程(Fetch Thread)、处理线程(Process Thread)、呼吸线程(Breath Thread)、接口传输线程(UartRx Thread)，可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。实时操作***为FreeRTOS***，该FreeRTOS***的***频率优选可被提高，***频率例如提高到默认频率的50倍，以此加速进程的运行效率，改善***的数据处理效率和运行效率。
本发明提供的一种多模式智能惯性导航传感***中的数据处理方法，在图1所示的***中执行。该方法包括：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，将测量的数据传输给处理模块，处理模块接收测量的数据，通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路数据输出到外部模块或主机。
(2)第二实施例
本实施例提供又一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理流程。如图3所示，该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块。所述处理模块包括校准模块、滤波模块、第一选择器、引擎内核模块、第二选择器、包生成器和包组合器，其中引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法。传感器组件的输出端连接校准模块的输入端，校准模块的输出端连接滤波模块的输入端和第一选择器的第一输入端，滤波模块的输出端连接第一选择器第二输入端，第一选择器的输出端连接引擎内核模块。通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，第二选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入包生成器，第二选择器的输出端连接包生成器输入端。包生成器的输出端连接包组合器输入端。包组合器输出端连接接口模块。
其中传感器组件用于测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息。传感器组件可包括多个传感器，例如加速度传感器、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***。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***用于测量定位信息。
校准模块用于对从传感器组件接收的测量数据分别进行校准。滤波模块用于对校准后的数据进行滤波，滤波模块优选可为卡尔曼滤波器。第一选择器用于根据用户或***配置从校准模块和滤波模块分别输出的两组数据中选择一组数据送入引擎内核模块，引擎内核模块对接收的数据按照对应于不同引擎模式的数据融合算法进行数据融合处理，再由第二选择器的选择出一路输出给包生成器。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。包组合器用于将从包生成器接收的多路数据包按照预定格式进一步进行包组合处理。经过包组合处理后的数据包被送入接口模块，通过接口模块输出给外部模块或主机。其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。该操作***优选为FreeRTOS***，优选的，多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***的***频率提高，***频率例如提高到默认频率的50倍，通过***频率的提高，加速进程的运行效率，改善***的数据处理效率和运行效率。
本发明提供的又一种多模式智能惯性导航传感***中的数据处理方法，在图3所示的***中执行。该方法包括：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；校准模块从传感器组件接收测量数据，分别进行校准；滤波模块接收校准后的数据，对校准后的数据进行滤波；第一选择器根据用户或***配置从校准模块和滤波模块分别输出的两组数据中选择一组数据送入引擎内核模块，引擎内核模块对接收的数据按照对应于不同引擎模式的数据融合算法进行数据融合处理，再由第二选择器选择出一路输出给包生成器；包生成器将数据融合处理后的数据按照预定的格式生成数据包；包组合器将从包生成器接收的多路数据包按照预定格式进一步进行包组合处理，经过包组合处理后的数据包被送入接口模块，通过接口模块输出给外部模块或主机。
(3)第三实施例
本实施例提供又一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理流程。如图4所示，该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块。其中传感器组件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***。所述处理模块用于接收多个传感器的测量数据，对所述多个传感器检测到的数据进行数据融合处理。其中该处理模块可包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第四校准模块、第五校准模块、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、第七选择器。优选的，第一、第二和第三滤波器为卡尔曼滤波器。该处理模块还包括引擎内核模块、包生成器以及包组合器，引擎内核模块中的引擎包括两个引擎模式。
其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块。
其中角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端。第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端。第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块。角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器。根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端。第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块。磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器。根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
温度传感器输出端连接引擎内核模块。气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器。温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块。引擎内核模块中的引擎包括引擎模式1和引擎模式2，引擎模式1和引擎模式2分别对应两种数据融合算法。第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器。包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器。包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。优选的，包生成器包括加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器、方向数据包生成器、测量数据包生成器、全球导航卫星数据包生成器。加速度数据包生成器用于将第一选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，角速度数据包生成器用于将第三选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，磁力数据包生成器用于将第五选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，方向数据包生成器、测量数据包生成器用于接收经过引擎A数据融合后的数据，将接收的数据按照预定格式打包后传送到包组合器。优选的，加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器分别具有原始模式、校准模式和滤波模式，滤波模式优选为卡尔曼滤波模式。优选的，方向数据包生成器具有四元数(Quaternion)、欧拉角(Euler)、数字余弦矩阵(DCM)等，测量数据包生成器包括Liner Acc、Delta V、Delta Q、Velocity、Distance、Heave Motion、AttitudeEllipsoid、Position ECEP、LatLon等，GNSS数据包。接口例如包括USART、UART(485)、IIC、SPI、Wireless、USB等。接口选择器将各路接口输出的数据选择性输出至主机(HOST)。
本实施例提供的智能惯性导航传感***的处理模块中嵌入实时操作***，该操作***优选为改进的FreeRTOS。在实时操作***中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转，优选的，将操作***的***频率提高，***频率例如提高到默认频率的50倍。多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。
本发明提供的又一种多模式智能惯性导航传感***中的数据处理方法，在图4所示的***中执行。该方法包括：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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块；角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器，根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器，根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的气压数据传送给第四校准模块；数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的定位数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块；第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将从包生成器接收的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。
(4)第四实施例
本实施例提供又一种多模式智能惯性导航传感***及其数据处理流程。如图5所示，该智能惯性导航传感***包括传感器组件、处理模块及接口模块。其中传感器组件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、气压传感器和全球导航卫星***。所述处理模块用于接收多个传感器的测量数据，对所述多个传感器检测到的数据进行处理。其中该处理模块可包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第四校准模块、第五校准模块、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、第七选择器。优选的，第一、第二和第三滤波器为卡尔曼滤波器。该处理模块还包括引擎内核模块、包生成器以及包组合器，引擎内核模块可包括两个或多个引擎。
其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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、第二选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块。
其中角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端。第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端。第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块。角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器。根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端。第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块。磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器。根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块。
温度传感器输出端连接引擎内核模块。气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器，温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块。引擎内核模块包括第一引擎和第二引擎，第一引擎和第二引擎可被设置为多种数据融合模式，第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到，在第一引擎可进行不同模式的数据融合处理，经过数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给第二引擎，第二引擎可对输入的数据进行不同模式的数据融合，数据融合处理后送入到第七选择器，经过选择器的选择后，传送到包生成器。包生成器分别将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器。包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。优选的，包生成器包括加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器、方向数据包生成器、测量数据包生成器、全球导航卫星数据包生成器。加速度数据包生成器用于将第一选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，角速度数据包生成器用于将第三选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，磁力数据包生成器用于将第五选择器输出的数据按照预定格式打包后传送给包组合器，方向数据包生成器、测量数据包生成器用于接收经过数据融合后的数据，将接收的数据按照预定格式打包后传送到包组合器。优选的，加速度数据包生成器、角速度数据包生成器、磁力数据包生成器分别具有原始模式、校准模式和滤波模式，滤波模式优选为卡尔曼滤波模式。优选的，方向数据包生成器具有四元数(Quatemion)、欧拉角(Euler)、数字余弦矩阵(DCM)等，测量数据包生成器包括Liner Acc、Delta V、Delta Q、Velocity、Distance、Heave Motion、Attitude Ellipsoid、Position ECEP、LatLon等模式，GNSS数据包。接口例如包括USART、UART(485)、IIC、SPI、Wireless、USB等。接口选择器将各路接口输出的数据选择性输出至主机(HOST)。
本实施例提供的智能惯性导航传感***的处理模块中嵌入实时操作***，该操作***优选为改进的FreeRTOS。在实时操作***中设置多个线程，多个线程以预定时间片间隔轮转，优选的，将操作***的***频率提高，***频率例如提高到默认频率的50倍。多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。
本发明提供的又一种多模式智能惯性导航传感***中的数据处理方法，在图5所示的***中执行。该方法包括：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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块；角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器，根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器，根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块；数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块；第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到第一引擎，在第一引擎进行数据融合处理，经过数据融合处理后的数据送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给第二引擎，在第二引擎进行数据融合处理，经过数据融合处理后的数据送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将从包生成器接收的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口。
本发明实施例中处理模块可以是通用处理器，例如但不限于，中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，也可以是专用处理器，例如但不限于，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、应用专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。此外，处理器702还可以是多个处理器的组合。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多模式智能惯性导航传感***，该***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块，其中该处理模块包括引擎内核模块和选择器，引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法，其中传感器组件用于测量加速度、角速度、轴向地磁分量、外界温度、外界气压和/或定位信息，处理模块用于接收测量的数据，根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，选择器根据用户或***配置从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路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***，在实时操作***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。
2.一种如权利要求1所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，该方法包括：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，将测量的数据传输给处理模块，处理模块接收测量的数据，通过引擎内核模块对测量的多路数据进行数据融合处理，其中根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入接口模块，接口模块用于将处理后的各路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***，在实时操作***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。
3.一种多模式智能惯性导航传感***，该***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件连接处理模块，处理模块连接接口模块，所述处理模块包括校准模块、滤波模块、第一选择器、引擎内核模块、第二选择器、包生成器和包组合器，其中引擎内核模块中的引擎包括两个或多个引擎模式，每个引擎模式对应一种数据融合算法；传感器组件的输出端连接校准模块的输入端，校准模块的输出端连接滤波模块的输入端和第一选择器的第一输入端，滤波模块的输出端连接第一选择器第二输入端，第一选择器的输出端连接引擎内核模块，根据用户或***配置，对来自传感器组件的测量数据的部分或全部数据按照一种引擎模式对应的数据融合算法进行数据融合处理，根据用户或***配置，第二选择器从根据不同引擎模式进行的数据融合处理后的多路数据中选择一路送入包生成器，第二选择器的输出端连接包生成器输入端，包生成器的输出端连接包组合器输入端，包组合器输出端连接接口模块，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
4.一种如权利要求3所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，该方法包括：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；校准模块从传感器组件接收测量数据，分别进行校准；滤波模块接收校准后的数据，对校准后的数据进行滤波；第一选择器根据用户或***配置从校准模块和滤波模块分别输出的两组数据中选择一组数据送入引擎内核模块，引擎内核模块对接收的数据按照对应于不同引擎模式的数据融合算法进行数据融合处理，再由第二选择器选择出一路输出给包生成器；包生成器将数据融合处理后的数据按照预定的格式生成数据包；包组合器将从包生成器接收的多路数据包按照预定格式进一步进行包组合处理，经过包组合处理后的数据包被送入接口模块，通过接口模块输出给外部模块或主机，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
5.一种多模式智能惯性导航传感***，该***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件包括加速度传感器、角速度传感器、磁力传感器，温度传感器、气压传感器和/或全球导航卫星***，处理模块用于接收多个传感器的测量数据，对所述多个传感器检测到的数据进行数据融合处理，其中该处理模块包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第四校准模块、第五校准模块、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、第七选择器、引擎内核模块、包生成器以及包组合器，引擎内核模块中的引擎包括两个引擎模式，其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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；角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端，第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端，第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块；其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端，第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块；温度传感器输出端连接引擎内核模块，气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器；引擎内核模块中的引擎包括引擎模式1和引擎模式2，引擎模式1和引擎模式2分别对应两种数据融合算法，第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
6.一种如权利要求5所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，该方法包括：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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块；角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器，根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器，根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块；数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块；第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到引擎模式1，根据引擎模式1对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式1的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给引擎模式2，根据引擎模式2对应的数据融合算法进行数据融合处理，经过引擎模式2的数据融合处理后送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将从包生成器接收的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
7.一种多模式智能惯性导航传感***，该***包括传感器组件、处理模块及接口模块，其中传感器组件包括加速度传感器、角速度传感器、磁力传感器，温度传感器、气压传感器和/或全球导航卫星***，处理模块用于接收多个传感器的测量数据，对所述多个传感器检测到的数据进行数据融合处理，其中该处理模块包括第一校准模块、第二校准模块、第三校准模块、自动校准模块、第四校准模块、第五校准模块、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、第七选择器、引擎内核模块、包生成器以及包组合器，引擎内核模块包括第一引擎和第二引擎，其中加速度传感器的输出端分别连接第一校准模块的输入端和第一选择器的第一输入端，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；角速度传感器的输出端分别连接第二校准模块的第一输入端和第三选择器的第一输入端，第二校准模块的输出端分别连接第三选择器的第二输入端、第四选择器的第一输入端、第二滤波器的输入端及自动校准模块的输入端，自动校准模块的输出端连接第二校准模块的第二输入端，第二滤波器的输出端分别连接第三选择器的第三输入端和第四选择器的第二输入端，第三选择器的输出端连接包生成器，第四选择器输出端连接引擎内核模块；其中磁力传感器的输出端分别连接第三校准模块的输入端和第五选择器的第一输入端，第三校准模块的输出端分别连接第五选择器的第二输入端、第六选择器的第一输入端及第三滤波器的输入端，第三滤波器的输出端分别连接第五选择器的第三输入端和第六选择器的第二输入端，第五选择器的输出端连接包生成器，第六选择器连接的输出端连接引擎内核模块；温度传感器输出端连接引擎内核模块，气压传感器的输出端连接第四校准模块的输入端，第四校准模块的输出端连接引擎内核模块，全球导航卫星***输出端连接第五校准模块的输入端，第五校准模块的输出端分别连接引擎内核模块和包生成器；第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到第一引擎，在第一引擎进行数据融合处理，经过第一引擎的数据融合处理后送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给第二引擎，第二引擎对输入的数据进行数据融合处理，数据融合处理后送入到第七选择器；根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器还用于将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将输入的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
8.一种如权利要求7所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，该方法包括：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、第一选择器和第二选择器，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***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引擎内核模块；角速度传感器将检测到的数据传送给第二校准模块和第三选择器，第二校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第二滤波器、第三选择器、第四选择器和自动校准模块，自动校准模块将输入的数据进行校准后送入第二校准模块，第二滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第三选择器和第四选择器，根据用户或***配置，第三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，第四选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；磁力传感器将检测到的数据传送给第三校准模块和第五选择器，第三校准模块将接收到的数据进行校准后传送给第三滤波器、第五选择器和第六选择器，第三滤波器对接收到的数据进行滤波后传送给第五选择器和第六选择器，根据用户或***配置，第五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，第六选择器对输入的两路信号进行选择，将选择的信号传送给引擎内核模块；温度传感器将检测到的数据传送给引擎内核模块，气压传感器将检测到的数据传送给第四校准模块；数据经过校准后传送给引擎内核模块，全球导航卫星***将检测到的数据传送给第五校准模块，数据经过校准后传送给引擎内核模块；第二选择器、第四选择器、第六选择器和温度传感器输出的数据传送到第一引擎，在第一引擎进行数据融合处理，经过数据融合处理后的数据送入到第七选择器，第二选择器、第四选择器、第六选择器、温度传感器、第四校准模块、第五校准模块输出的数据传送给第二引擎，在第二引擎进行数据融合处理，经过数据融合处理后的数据送入到第七选择器，根据用户或***配置，第七选择器从两路数据中选择一路输出传送到包生成器；包生成器将第一选择器、第三选择器和第五选择器输出的数据分别按照预定格式打包后输出到包组合器，包生成器将第七选择器输出的数据按照预定格式打包后输出到包组合器；包组合器再将从包生成器接收的各个数据包按照预定格式组合后输出到接口，其中处理模块中嵌入实时操作***，在实时操作***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。
9.如权利要求1、3、5、7所述的多模式智能惯性导航传感***或如权利要求2、4、6、8所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，其中实时操作***为FreeRTOS***,该FreeRTOS***的***频率被提高，其中实时操作***的***频率被提高到***默认频率的50倍。
10.如权利要求1、3、5、7所述的多模式智能惯性导航传感***或如权利要求2、4、6、8所述的多模式智能惯性导航传感***的数据处理方法，其中多个线程可为存取线程(FetchThread)、处理线程(Process Thread)、呼吸线程(Breath Thread)、接口传输线程(UartRxThread)，可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中获得的命令；或接口模块包括USART、UART(485)、IIC、SPI、Wireless、USB，接口模块将各路接口输出的数据选择性输出至外部模块或主机；或其中数据融合处理的算法可包括多种模式,可由用户或***预先配置。
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| CN201810006789.XA CN108151741A (zh) | 2018-01-04 | 2018-01-04 | 多模式智能惯性导航传感***及其数据处理方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109814444A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-28 | 广州航海学院 | 基于船联网网关的信息融合引擎的信息融合方法及*** |
| CN109931935A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-06-25 | 河海大学 | 基于距离和环境特征的导航***及其参数摄动解决方法 |
| CN110244335A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-17 | 深圳供电局有限公司 | 双天线抗干扰导航装置及无人机 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167347A (en) * | 1998-11-04 | 2000-12-26 | Lin; Ching-Fang | Vehicle positioning method and system thereof |
| CN201688851U (zh) * | 2010-02-09 | 2010-12-29 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种双dsp处理器平台导航计算机 |
| CN105021188A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 一种双模式仿生偏振/地磁辅助组合导航*** |
| CN105571591A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种多信息深组合导航微***及导航方法 |
| CN107339990A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-11-10 | 北京邮电大学 | 多模式融合定位***及方法 |
-
2018
- 2018-01-04 CN CN201810006789.XA patent/CN108151741A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6167347A (en) * | 1998-11-04 | 2000-12-26 | Lin; Ching-Fang | Vehicle positioning method and system thereof |
| CN201688851U (zh) * | 2010-02-09 | 2010-12-29 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种双dsp处理器平台导航计算机 |
| CN105021188A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-11-04 | 北京航空航天大学 | 一种双模式仿生偏振/地磁辅助组合导航*** |
| CN105571591A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 中国电子科技集团公司第二十六研究所 | 一种多信息深组合导航微***及导航方法 |
| CN107339990A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-11-10 | 北京邮电大学 | 多模式融合定位***及方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109814444A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-28 | 广州航海学院 | 基于船联网网关的信息融合引擎的信息融合方法及*** |
| CN109814444B (zh) * | 2019-01-03 | 2021-07-13 | 广州航海学院 | 基于船联网网关的信息融合引擎的信息融合方法及*** |
| CN109931935A (zh) * | 2019-02-22 | 2019-06-25 | 河海大学 | 基于距离和环境特征的导航***及其参数摄动解决方法 |
| CN110244335A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-17 | 深圳供电局有限公司 | 双天线抗干扰导航装置及无人机 |
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