專利名稱：一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，這種方法應(yīng)用于慣性導(dǎo)航中，可以有效地提高導(dǎo)航精度，屬于慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
標(biāo)定技術(shù)是用于確定慣性測(cè)量組件主要性能參數(shù)的測(cè)試技術(shù)，本質(zhì)上是一種誤差補(bǔ)償技術(shù)。捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)的慣性測(cè)量組件包括陀螺儀和加速度計(jì)，它們是系統(tǒng)硬件中最關(guān)鍵的部件，加速度計(jì)敏感載體的加速度，陀螺儀敏感載體的姿態(tài)角速率，其性能直接關(guān)系到系統(tǒng)的一系列性能指標(biāo)。慣組的誤差是影響慣性系統(tǒng)精度的主要因素。所謂標(biāo)定是建立慣性儀表與慣性系統(tǒng)的模型方程，利用專門的測(cè)試設(shè)備及軟件算法，標(biāo)定出儀表和系統(tǒng)的誤差項(xiàng)，并給予補(bǔ)償，提高儀表和系統(tǒng)的實(shí)際使用精度。標(biāo)定的前提是建立輸入輸出關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，為了分離和計(jì)算有關(guān)的慣性儀表的參數(shù)，就需要做精密的測(cè)試和測(cè)量。通過分離和計(jì)算有關(guān)的慣性儀表的參數(shù)，利用專門的測(cè)試設(shè)備，標(biāo)定出儀表和系統(tǒng)的誤差項(xiàng)，代入陀螺儀和加速度計(jì)的模型中，并在導(dǎo)航解算過程中加以補(bǔ)償，可以有效提高導(dǎo)航精度。標(biāo)定方法需要利用轉(zhuǎn)臺(tái)執(zhí)行預(yù)先設(shè)定好的標(biāo)定路徑，經(jīng)過位置測(cè)量試驗(yàn)、速率測(cè)量試驗(yàn)和零位修正測(cè)量試驗(yàn)，標(biāo)定出光學(xué)陀螺的漂移、刻度因數(shù)、安裝誤差；石英撓性加速度計(jì)的刻度因數(shù)、零位偏值、安裝誤差。傳統(tǒng)的捷聯(lián)慣組的誤差標(biāo)定實(shí)驗(yàn)是非常細(xì)致且繁重的工作。主要存在以下一些問題:I)轉(zhuǎn)臺(tái)需要實(shí)驗(yàn)人員親自操作；2)實(shí)驗(yàn)人員需不斷地保存和記錄慣性器件的輸出數(shù)據(jù)；3)做一次標(biāo)定實(shí)驗(yàn)至少需要2人協(xié)同操作；4)每次標(biāo)定實(shí)驗(yàn)會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。通常情況下，標(biāo)定實(shí)驗(yàn)很多都是重復(fù)性的，所以需要開發(fā)一個(gè)自動(dòng)測(cè)試和計(jì)算的標(biāo)定程序，減少時(shí)間和人力的投入，提高標(biāo)定的自動(dòng)化程度。目前公開的自動(dòng)標(biāo)定軟件大多是基于VC++開發(fā)環(huán)境下用VC編寫的自動(dòng)標(biāo)定測(cè)試程序，雖然減少了實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)過程中繁瑣的操作并減少了標(biāo)定測(cè)試實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，但仍存在一些不足之處:I)基于VC等語言開發(fā)自動(dòng)標(biāo)定軟件周期長(zhǎng)；2)程序代碼繁瑣，增加了程序編寫的難度；3)自動(dòng)標(biāo)定軟件使用者在對(duì)各種慣組標(biāo)定過程中對(duì)標(biāo)定軟件進(jìn)行必要改動(dòng)時(shí)的難度大；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明給出了一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，通過本方法能夠準(zhǔn)確、快速簡(jiǎn)捷地標(biāo)定出捷聯(lián)慣組的誤差項(xiàng)。發(fā)明的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法由以下步驟來完成:步驟一:設(shè)置參數(shù):提供一個(gè)參數(shù)設(shè)置或選擇的界面，針對(duì)不同的慣組、轉(zhuǎn)臺(tái)及工控機(jī)，設(shè)置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所需的參數(shù)；該參數(shù)包括經(jīng)度、緯度、高度、數(shù)據(jù)串口號(hào)、控制串口號(hào)、數(shù)據(jù)串口波特率及控制串口波特率等。步驟二:控制轉(zhuǎn)臺(tái):整個(gè)標(biāo)定過程需要采集慣組在多個(gè)位置及多個(gè)轉(zhuǎn)速等不同條件下的數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)臺(tái)控制模塊通過對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的精確控制實(shí)現(xiàn)慣組的不同位置及不同轉(zhuǎn)速。此部分利用GPIB通信驅(qū)動(dòng)模塊或直接利用串口與轉(zhuǎn)臺(tái)通信(依據(jù)不同轉(zhuǎn)臺(tái)而定)，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行精確控制；步驟三:采集數(shù)據(jù):采集陀螺與加表的數(shù)據(jù)，完成對(duì)原始數(shù)據(jù)的解包并將解包后的陀螺與加表的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在前面板上。此部分主要利用Iabview軟件自身VISA驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)采集軟件與串口的通信；步驟四:存儲(chǔ)數(shù)據(jù):主要完成采集數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)以文檔形式存儲(chǔ)，為后面標(biāo)定解算做準(zhǔn)備，同時(shí)以便離線解算、數(shù)據(jù)分析；步驟五:標(biāo)定解算:將采集得到的數(shù)據(jù)做平滑等處理，以數(shù)組形式代入調(diào)試好的標(biāo)定程序中，進(jìn)行標(biāo)定解算得到標(biāo)定結(jié)果，其中標(biāo)定程序在Labview中以公式節(jié)點(diǎn)的形式存在；步驟六:標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證:控制轉(zhuǎn)臺(tái)按既定路徑運(yùn)動(dòng)，采集慣組數(shù)據(jù)，通過對(duì)慣組導(dǎo)航運(yùn)算完成對(duì)標(biāo)定結(jié)果的驗(yàn)證；此部分采用dll程序調(diào)用；步驟七:標(biāo)定界面顯示及功能:作為人機(jī)交互的界面，主要包括實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視、實(shí)驗(yàn)的實(shí)時(shí)操控、標(biāo)定結(jié)果的顯示及標(biāo)定驗(yàn)證結(jié)果的顯示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:I)提高了慣組標(biāo)定的自動(dòng)化程度，節(jié)省了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所需的人力和時(shí)間；2)保證了數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)臺(tái)控制的可靠性和定時(shí)的準(zhǔn)確性；3)圖形化的編程語言使自動(dòng)標(biāo)定軟件的開發(fā)相對(duì)簡(jiǎn)單，開發(fā)周期短，當(dāng)軟件的使用者需要對(duì)軟件做必要修改時(shí)也比較容易，同時(shí)由于采用了數(shù)據(jù)流模型，它實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的多線程，從而能充分利用處理器尤其是多處理器的處理能力；4)所使用的Labview軟件的人機(jī)界面操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、可靠性高，所采用的VISA采集模塊可以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)同時(shí)采集，支持模擬、數(shù)字輸入輸出接口，同時(shí)可圖像化實(shí)時(shí)顯示各種數(shù)據(jù)。


圖1為捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)示意圖。圖2為自動(dòng)標(biāo)定流程圖。圖3為設(shè)置參數(shù)。圖4為控制轉(zhuǎn)臺(tái)。圖5為采集數(shù)據(jù)。圖6為標(biāo)定解算。圖7為標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證。圖8為標(biāo)定程序主界面示意圖。
圖9為標(biāo)定程序界面參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。圖10為標(biāo)定結(jié)果顯示對(duì)話框。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本實(shí)施例提供一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括上位機(jī)、Labview自動(dòng)標(biāo)定軟件和轉(zhuǎn)臺(tái)，涉及設(shè)置參數(shù)、控制轉(zhuǎn)臺(tái)、采集數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、標(biāo)定解算、標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證、標(biāo)定界面顯示及功能，其流程如圖2所示。步驟一:設(shè)置參數(shù)該步驟主要是用來針對(duì)標(biāo)定對(duì)象及標(biāo)定時(shí)用到的轉(zhuǎn)臺(tái)的特點(diǎn)及其與上位機(jī)連接時(shí)用到的接口，來設(shè)置正確的串口號(hào)及相應(yīng)的串口波特率；同時(shí)可在此模塊輸入標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所在地的經(jīng)緯度及高度，如圖3所示。首先創(chuàng)建控制串口號(hào)、控制串口波特率、慣組數(shù)據(jù)串口號(hào)、慣組數(shù)據(jù)串口波特率、經(jīng)緯度及高度相應(yīng)的顯示控件。然后創(chuàng)建這些控件的屬性節(jié)點(diǎn)以對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，創(chuàng)建同樣的控件作為此模塊的連接端子，并將其與相應(yīng)控件的屬性節(jié)點(diǎn)相連，從屬性節(jié)點(diǎn)獲取控件的屬性(即串口號(hào)、串口波特率、經(jīng)緯度及高度等)。最后將已編的程序放入一個(gè)while循環(huán)結(jié)構(gòu)，并創(chuàng)建一個(gè)命名為“確定按鈕”的布爾控件，將其與此while循環(huán)結(jié)構(gòu)的停止按鈕連接?？刂拼谔?hào):可通過下拉列表變量，對(duì)串口號(hào)進(jìn)行選擇，包括coml、com2....com6 ；控制串口波特率:可通過下拉列表變量，對(duì)常用波特率進(jìn)行選擇，包含9600、38400、115200等串口波特率；慣組數(shù)據(jù)串口號(hào):可通過下拉列表變量，對(duì)串口號(hào)進(jìn)行選擇，包括coml、com2....com6 ;慣組數(shù)據(jù)串口波特率:可通過下拉列表變量，對(duì)常用波特率進(jìn)行選擇，包含9600,38400,115200等串口波特率。這樣，當(dāng)我們把參數(shù)設(shè)置好后，點(diǎn)擊“確定”按鈕即可完成對(duì)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)參數(shù)的設(shè)置。步驟二:控制轉(zhuǎn)臺(tái)控制轉(zhuǎn)臺(tái)程序設(shè)計(jì)需根據(jù)轉(zhuǎn)臺(tái)控制方式而定，需要掌握轉(zhuǎn)臺(tái)控制語句、串口通信標(biāo)準(zhǔn)等具體信息。主要工作是完成轉(zhuǎn)臺(tái)與計(jì)算機(jī)的通信和根據(jù)標(biāo)定編排設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。按照設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)動(dòng)路徑，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行控制。慣組中加表的標(biāo)定采用多位置標(biāo)定，陀螺的標(biāo)定采用速率標(biāo)定與多位置標(biāo)定，所以轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置或速率，采集模塊完成一次采集。將轉(zhuǎn)臺(tái)控制模塊與數(shù)據(jù)采集模塊放入一個(gè)for循環(huán)中，而執(zhí)行次數(shù)則根據(jù)采用的標(biāo)定方法的不同而做一定調(diào)整，一般加表有六位置標(biāo)定法、十二位置標(biāo)定法、二十四位置標(biāo)定法，陀螺的標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角采用每個(gè)軸正反轉(zhuǎn)整數(shù)周來標(biāo)定，速率可以選若干個(gè)來提高標(biāo)定精度，陀螺的零偏采用多位置標(biāo)定，如圖4所示。首先創(chuàng)建一個(gè)條件結(jié)構(gòu)，根據(jù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中轉(zhuǎn)臺(tái)所處狀態(tài)的個(gè)數(shù)來確定條件結(jié)構(gòu)中的條件數(shù)，創(chuàng)建一個(gè)循環(huán)次數(shù)控件，當(dāng)循環(huán)次數(shù)等于條件結(jié)構(gòu)上方條件選擇器中的值時(shí)，便執(zhí)行該條件分支中的程序。然后在每個(gè)條件分支中創(chuàng)建“VISA配置串口 ”、“VISA清空I/O緩沖區(qū)”和“VISA寫入”，將參數(shù)設(shè)置模塊中選擇的控制串口號(hào)及控制串口波特率以局部變量的形式與“VISA配置串口”的“VISA資源名稱”接線端連接。最后將轉(zhuǎn)臺(tái)特定的控制語句以字符串形式與“VISA寫入”的“寫入緩沖區(qū)”連線端子相連接，由于轉(zhuǎn)臺(tái)一般采用雙軸或三軸，所以最好一次控制一個(gè)軸，為此，采用一個(gè)for循環(huán)，每個(gè)循環(huán)內(nèi)都進(jìn)行上述步驟。為了方便操作者了解實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，創(chuàng)建“三軸位置”與“轉(zhuǎn)動(dòng)速率”顯示控件，在每個(gè)條件分支中將轉(zhuǎn)臺(tái)狀態(tài)以字符串形式輸入顯示控件。由于標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中采集的數(shù)據(jù)應(yīng)是特定位置下或特定轉(zhuǎn)速下加表與陀螺的輸出，所以每次操作轉(zhuǎn)臺(tái)后都應(yīng)等轉(zhuǎn)臺(tái)穩(wěn)定后再采集數(shù)據(jù)，所以引入平鋪順序結(jié)構(gòu)，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)出命令后，加入一個(gè)10秒的“時(shí)間延時(shí)”以等待轉(zhuǎn)臺(tái)穩(wěn)定后再進(jìn)入后面的數(shù)據(jù)采集模塊。步驟三:采集數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)的采集設(shè)計(jì)主要利用Iabview軟件自身VISA驅(qū)動(dòng)程序完成，驅(qū)動(dòng)程序能夠?qū)崿F(xiàn)采集軟件與串口(底層硬件)的數(shù)據(jù)通信，使用時(shí)要對(duì)串口配置驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行串口配置。采集的主要工作在于如何將采集得到的字符串解包和數(shù)據(jù)預(yù)處理，這些工作需根據(jù)慣組數(shù)據(jù)打包格式而定。數(shù)據(jù)采集模塊中還包括定時(shí)程序，定時(shí)的準(zhǔn)確性對(duì)標(biāo)定有重要意義，設(shè)計(jì)好定時(shí)功能是做好標(biāo)定的關(guān)鍵，如圖5所示。創(chuàng)建“VISA配置串口”、“VISA清空I/O緩沖區(qū)”，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與慣組串口的數(shù)據(jù)通信。首先要正確接收數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)部分，利用Labview中的比較函數(shù)判斷慣組發(fā)送過來的字節(jié)是否是數(shù)據(jù)幀的幀頭，若是幀頭，則按慣組數(shù)據(jù)打包協(xié)議接收幀頭后數(shù)據(jù)部分字節(jié)，并創(chuàng)建隊(duì)列函數(shù)中的“元素入隊(duì)列”、“釋放隊(duì)列引用”函數(shù)，將一幀打包數(shù)據(jù)中的有用數(shù)據(jù)部分排進(jìn)隊(duì)列中。然后創(chuàng)建“獲取隊(duì)列引用”、“元素出隊(duì)列”函數(shù)，將隊(duì)列中的元素與解包子VI的連線端子連接，進(jìn)入解包子VI，根據(jù)慣組數(shù)據(jù)打包協(xié)議將三個(gè)陀螺與三個(gè)加表的數(shù)據(jù)分別解包，解包部分利用Lanbiew中的數(shù)組函數(shù)準(zhǔn)確定位各個(gè)字節(jié)以精確完成每個(gè)陀螺和加表數(shù)據(jù)的解包，同時(shí)創(chuàng)建數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)控件，并利用局部變量對(duì)數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)顯示控件進(jìn)行操作，每完成一幀數(shù)據(jù)的解包；數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)控件現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)加1，為后面數(shù)據(jù)預(yù)處理做準(zhǔn)備。最后是數(shù)據(jù)的預(yù)處理部分，分立式標(biāo)定加表誤差項(xiàng)的解算中用到的數(shù)據(jù)是每個(gè)位置下加表的平均輸出，陀螺零偏的解算中也一樣，而陀螺標(biāo)度因數(shù)和失準(zhǔn)角的標(biāo)定解算中用到的是陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)整數(shù)周內(nèi)陀螺的平均輸出，所以有必要將解包后的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。建立陀螺加表控件的局部變量并將其作為公式節(jié)點(diǎn)的輸入，公式節(jié)點(diǎn)的語法與C語言基本相同，將每個(gè)循環(huán)內(nèi)數(shù)據(jù)的和作為輸出與已經(jīng)創(chuàng)建的數(shù)組相連接暫命名為“求和數(shù)組”，隨后再除以“數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)”控件中數(shù)據(jù)的數(shù)目即可得到“標(biāo)定數(shù)組”，其中的數(shù)據(jù)即為所求。同時(shí)，創(chuàng)建“數(shù)組至電子表格字符串轉(zhuǎn)換”函數(shù)和“寫入文本文件”函數(shù)將所采集的數(shù)據(jù)以電子文檔的形式保存下來以備后用。數(shù)據(jù)采集過程中對(duì)時(shí)間的把握是個(gè)很重要的環(huán)節(jié)，為此引入“已用時(shí)間ExpressVI”并創(chuàng)建“延時(shí)時(shí)間”控件及其局部變量，事先設(shè)定好各個(gè)循環(huán)內(nèi)數(shù)據(jù)采集的時(shí)間及延時(shí)時(shí)間，當(dāng)延時(shí)時(shí)間等于已用時(shí)間時(shí)，此循環(huán)的數(shù)據(jù)采集結(jié)束。步驟四:存儲(chǔ)數(shù)據(jù):創(chuàng)建“創(chuàng)建數(shù)組”函數(shù)將陀螺、加表的數(shù)據(jù)排列成數(shù)組，同時(shí)創(chuàng)建“數(shù)組至電子表格字符串轉(zhuǎn)換”函數(shù)將數(shù)組轉(zhuǎn)換為可以以電子文檔形式存儲(chǔ)的字符串格式，并通過創(chuàng)建“寫入文本文件”函數(shù)完成陀螺與加表數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)以文檔形式存儲(chǔ)，為后面標(biāo)定解算做準(zhǔn)備。步驟五:標(biāo)定解算首先創(chuàng)建“標(biāo)定數(shù)組”的全局變量，這樣可以將數(shù)據(jù)采集模塊中求得的“標(biāo)定數(shù)組”引入到加表的標(biāo)定算法模塊。然后創(chuàng)建公式節(jié)點(diǎn)，將加表標(biāo)定公式以公式節(jié)點(diǎn)語法寫入到公式節(jié)點(diǎn)內(nèi)，“標(biāo)定數(shù)組”連接公式節(jié)點(diǎn)框的左端作為輸入；公式節(jié)點(diǎn)右端相連的是作為輸出的各個(gè)誤差項(xiàng)的顯示控件；建立“創(chuàng)建數(shù)組”、“數(shù)組至矩陣轉(zhuǎn)換”，將各個(gè)誤差項(xiàng)組成矩陣，并創(chuàng)建“逆矩陣”求其逆矩陣，以備后面驗(yàn)證模塊用。最后創(chuàng)建“數(shù)組至電子表格字符串轉(zhuǎn)換”和“寫入文本文件”兩個(gè)函數(shù)將加表的標(biāo)定結(jié)果以電子文檔形式存儲(chǔ)起來。陀螺的標(biāo)定算法模塊與加表的基本相同，不同的只是陀螺標(biāo)定算法模塊公式節(jié)點(diǎn)內(nèi)標(biāo)定算法與加表的不同。加表標(biāo)定算法模塊公式節(jié)點(diǎn)內(nèi)的程序與陀螺標(biāo)定算法模塊公式節(jié)點(diǎn)內(nèi)的程序根據(jù)采用的標(biāo)定方法的不同可做適當(dāng)改變，如圖6所示。步驟六:標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證為了驗(yàn)證標(biāo)定的有效性，將最后一個(gè)循環(huán)用來做導(dǎo)航驗(yàn)證，最后一次數(shù)據(jù)采集是為了采集導(dǎo)航原始數(shù)據(jù)。首先，控制轉(zhuǎn)臺(tái)按特定的路徑轉(zhuǎn)動(dòng)，通過創(chuàng)建“數(shù)組至電子表格字符串轉(zhuǎn)換”、“寫入文本文件”函數(shù)將導(dǎo)航原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到文本文件中。然后通過創(chuàng)建“調(diào)用庫函數(shù)節(jié)點(diǎn)”將已經(jīng)轉(zhuǎn)換為DLL形式的用C編寫的導(dǎo)航程序?qū)牍?jié)點(diǎn)中，選擇在UI線程中運(yùn)行函數(shù)，調(diào)用范圍選擇C，選擇輸入、輸出參數(shù)并配置輸入、輸出參數(shù)類型，其中上個(gè)循環(huán)完成的加表與陀螺的標(biāo)定結(jié)果以輸入?yún)?shù)的方式與DLL導(dǎo)航程序連接。最后創(chuàng)建“電子表格字符串至數(shù)組轉(zhuǎn)換”函數(shù)將文本文件格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)組，通過創(chuàng)建“新圖片”函數(shù)實(shí)時(shí)了解導(dǎo)航狀況；其中導(dǎo)航參數(shù)有速度、位置、姿態(tài)等，所以引入for循環(huán)和條件結(jié)構(gòu)來顯示各個(gè)導(dǎo)航參數(shù)，如圖7所示。步驟七:標(biāo)定界面顯示及功能主界面信息功能介紹，如圖8所示:I)界面上方(第一欄)顯示標(biāo)題、當(dāng)前時(shí)間、程序運(yùn)行時(shí)間。2)界面中間(第二欄)，自左至右依次為串口信息、地理信息、當(dāng)前狀態(tài)、慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出數(shù)字顯示、波形顯示。串口狀態(tài):顯示基本串口信息(串口號(hào)、波特率)。地理信息:顯示當(dāng)?shù)亟?jīng)度、緯度、高度。當(dāng)前狀態(tài):分為位置標(biāo)定、速率標(biāo)定、驗(yàn)證標(biāo)定三個(gè)部分，顯示當(dāng)前的慣組位置、速率、位置數(shù)、轉(zhuǎn)速數(shù)、采集數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)、溫度個(gè)數(shù)、已用時(shí)間等信息。慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的數(shù)字顯示:顯示一秒慣導(dǎo)數(shù)據(jù)輸出的均值。慣導(dǎo)系統(tǒng)輸出的波形顯示:顯示一秒慣導(dǎo)數(shù)據(jù)輸出的均值，可對(duì)顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，按住鍵盤ctrl鍵，可多選要顯示的數(shù)據(jù)。3)界面下方(第三欄)顯示溫度、標(biāo)定結(jié)果、標(biāo)定數(shù)組、標(biāo)定結(jié)果檢驗(yàn)信息。溫度板:顯示當(dāng)前溫度及波形，一秒更新一次。標(biāo)定結(jié)果:顯不慣導(dǎo)系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)果。標(biāo)定數(shù)組:顯示每個(gè)位置、速率慣組輸出的均值，該數(shù)據(jù)直接用于計(jì)算標(biāo)定參數(shù)。標(biāo)定結(jié)果檢驗(yàn)信息:顯示導(dǎo)航驗(yàn)證后的導(dǎo)航參數(shù)(姿態(tài)、速率、位置)。參數(shù)設(shè)置對(duì)話框介紹:如圖9所示，I)串口設(shè)置程序通過參數(shù)設(shè)置對(duì)話框?qū)?shù)據(jù)串口、溫度串口進(jìn)行設(shè)置。本程序按照激光陀螺數(shù)據(jù)協(xié)議只對(duì)串口號(hào)、數(shù)據(jù)波特率進(jìn)行操作配置，其他參數(shù)在程序內(nèi)部固定設(shè)置。數(shù)據(jù)采集時(shí)，串口參數(shù)配置根據(jù)串口使用情況進(jìn)行配置。在軟件顯示界面完成串口操作，程序可操作性增強(qiáng)，方便使用者操作標(biāo)定程序。
數(shù)據(jù)串口號(hào):可通過下拉列表變量，對(duì)串口號(hào)進(jìn)行選擇，包括coml、com2....com6。數(shù)據(jù)串口波特率:可通過下拉列表變量，對(duì)常用波特率進(jìn)行選擇，包含9600、38400、115200等串口波特率。溫度串口號(hào):可通過下拉列表變量，對(duì)串口號(hào)進(jìn)行選擇，包括coml、com2....com6。溫度串口波特率:可通過下拉列表變量，對(duì)常用波特率進(jìn)行選擇，包含9600、38400、115200等串口波特率。2)初始地理信息設(shè)置程序可設(shè)置的地理信息包括當(dāng)?shù)亟?jīng)度、緯度、高度信息，可根據(jù)軟件使用的地理位置進(jìn)行靈活設(shè)置。標(biāo)定結(jié)果顯示對(duì)話框介紹:如圖10所示，標(biāo)定結(jié)果顯示界面用于顯示系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)果，可直觀判斷標(biāo)定結(jié)果是否合理。內(nèi)容包括陀螺標(biāo)定結(jié)果、加速度計(jì)標(biāo)定結(jié)果，加速度計(jì)標(biāo)定結(jié)果中第一行分別是三軸加速度計(jì)零偏，下面九個(gè)參數(shù)是加速度計(jì)標(biāo)定矩陣。陀螺標(biāo)定結(jié)果中第一行分別是三軸陀螺零偏，下面九個(gè)參數(shù)是陀螺標(biāo)定矩陣。為方便程序使用，設(shè)置了兩種退出方式，一種是手動(dòng)退出該對(duì)話框，進(jìn)入標(biāo)定驗(yàn)證階段，另一種是界面顯示一分鐘后自動(dòng)關(guān)閉對(duì)話框，進(jìn)入標(biāo)定驗(yàn)證階段。
權(quán)利要求
1.一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于:該方法具體步驟如下: 步驟一:設(shè)置參數(shù):提供一個(gè)參數(shù)設(shè)置或選擇的界面，針對(duì)不同的慣組、轉(zhuǎn)臺(tái)及工控機(jī)，設(shè)置標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所需的參數(shù)；該參數(shù)包括經(jīng)度、緯度、高度、數(shù)據(jù)串口號(hào)、控制串口號(hào)、數(shù)據(jù)串口波特率及控制串口波特率； 步驟二:控制轉(zhuǎn)臺(tái):整個(gè)標(biāo)定過程需要采集慣組在多個(gè)位置及多個(gè)轉(zhuǎn)速不同條件下的數(shù)據(jù)，而轉(zhuǎn)臺(tái)控制模塊通過對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的精確控制實(shí)現(xiàn)慣組的不同位置及不同轉(zhuǎn)速；此部分利用GPIB通信驅(qū)動(dòng)模塊或直接利用串口與轉(zhuǎn)臺(tái)通信，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行精確控制； 步驟三:采集數(shù)據(jù):采集陀螺與加表的數(shù)據(jù)，完成對(duì)原始數(shù)據(jù)的解包并將解包后的陀螺與加表的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在前面板上；此部分利用Iabview軟件自身VISA驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)采集軟件與串口的通信； 步驟四:存儲(chǔ)數(shù)據(jù):完成采集數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)，將數(shù)據(jù)以文檔形式存儲(chǔ)，為后面標(biāo)定解算做準(zhǔn)備，同時(shí)以便離線解算、數(shù)據(jù)分析； 步驟五:標(biāo)定解算:將采集得到的數(shù)據(jù)做平滑處理，以數(shù)組形式代入調(diào)試好的標(biāo)定程序中，進(jìn)行標(biāo)定解算得到標(biāo)定結(jié)果，其中標(biāo)定程序在Labview中以公式節(jié)點(diǎn)的形式存在；步驟六:標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證:控制轉(zhuǎn)臺(tái)按既定路徑運(yùn)動(dòng)，采集慣組數(shù)據(jù)，通過對(duì)慣組導(dǎo)航運(yùn)算完成對(duì)標(biāo)定結(jié)果的驗(yàn)證；此部分采用dll程序調(diào)用； 步驟七:標(biāo)定界面顯示及功能:作為人機(jī)交互的界面，包括實(shí)時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)監(jiān)視、實(shí)驗(yàn)的實(shí)時(shí)操控、標(biāo)定結(jié)果的顯示及標(biāo)定驗(yàn)證結(jié)果的顯示。
全文摘要
一種基于Labview的捷聯(lián)慣組標(biāo)定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，它有七大步驟步驟一、設(shè)置參數(shù)；步驟二、控制轉(zhuǎn)臺(tái)；步驟三、采集數(shù)據(jù)；步驟四、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；步驟五、標(biāo)定解算；步驟六、標(biāo)定結(jié)果驗(yàn)證；步驟七標(biāo)定界面顯示及功能。本發(fā)明提高了慣組標(biāo)定的自動(dòng)化程度，節(jié)省了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)所需的人力和時(shí)間，保證了數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)臺(tái)控制的可靠性和定時(shí)的準(zhǔn)確性；它在慣性導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域里具有較好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01C25/00GK103196463SQ20131006886
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月5日
發(fā)明者晁代宏, 趙新強(qiáng), 周小紅, 袁也, 張春熹 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)