一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種搭載微機(jī)電系統(tǒng)（MEM巧車載羅盤儀，特別是設(shè)及一種帶傾角補(bǔ) 償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)近10年來汽車產(chǎn)業(yè)70%的創(chuàng)新來源于汽車電子技術(shù)及其產(chǎn)品的開 發(fā)應(yīng)用，汽車電子技術(shù)是推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核屯、動(dòng)力之一。在汽車電子技術(shù)中， MEMS(Microelect;roMechanicalSystems)的廣泛應(yīng)用不僅提升了車載傳感器的性能，而 且極大的降低了生產(chǎn)成本，該使得從前只有高端汽車才可W配備的高級(jí)電子系統(tǒng)功能如今 在中低端汽車上也可W實(shí)現(xiàn)。但是車輛在行駛時(shí)車載設(shè)備受到的振動(dòng)和電磁干擾較大，導(dǎo) 致現(xiàn)有車載電子羅盤讀數(shù)的偏差較大。
[0003] 綜上所述，人們迫切需要一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，通過一個(gè)3軸 磁場(chǎng)傳感器和3軸加速度傳感器的集成電子巧片實(shí)時(shí)獲得車身姿態(tài)；通過大氣壓傳感器巧 片獲得實(shí)時(shí)海拔高度；通過溫度傳感器獲得實(shí)時(shí)車外溫度。有效提高了車載電子羅盤的精 度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤 儀，通過車輛在運(yùn)動(dòng)情況的自標(biāo)定W及傾角的自動(dòng)矯正，實(shí)現(xiàn)在行車過程中對(duì)溫度、方位 角、海拔、車身姿態(tài)等外部環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效提高了車載電子羅盤的精度。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案是；一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子 海拔羅盤儀，包括用于一個(gè)=軸加速度和=軸磁場(chǎng)探測(cè)的集成電子羅盤巧片、一個(gè)氣壓傳 感器和一個(gè)溫度傳感器，所述集成電子羅盤巧片、所述氣壓傳感器W及所述溫度傳感器分 別與單片機(jī)相連。
[0006] 進(jìn)一步地，所述集成電子羅盤巧片實(shí)時(shí)檢測(cè)的翻轉(zhuǎn)角值和俯仰角值用于計(jì)算傾角 補(bǔ)償；所述集成電子羅盤巧片實(shí)時(shí)檢測(cè)的方位角用于計(jì)算地磁角。
[0007] 進(jìn)一步地，所述集成電子羅盤巧片采用LSM303DLHC型號(hào)的集成巧片。
[000引進(jìn)一步地，所述氣壓傳感器采用BMP180型號(hào)的傳感器，用于檢測(cè)海拔高度。
[0009] 進(jìn)一步地，所述溫度傳感器通過檢測(cè)熱敏電阻值采集溫度信號(hào)并與所述單片機(jī)A/ D轉(zhuǎn)換，用于檢測(cè)車外溫度。
[0010] 采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是；通過本發(fā)明，能夠在行車過程中對(duì)溫 度、航向角、海拔、車身姿態(tài)等外部環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，使得羅盤儀在車載過程中的讀 數(shù)更加精準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了車輛運(yùn)動(dòng)的情況下的自標(biāo)定和傾角的自動(dòng)矯正。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀的模塊示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明中定義的體坐標(biāo)系和姿態(tài)角示意圖；
[001引圖3為本發(fā)明中一實(shí)施例中LSM303DL肥集成巧片的電路示意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明中另一實(shí)施例中BMP180巧片的電路示意圖；
[0015]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的車外溫度采集電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 參考圖1，本發(fā)明提供一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，包括用于一個(gè)=軸 加速度和=軸磁場(chǎng)探測(cè)的集成電子羅盤巧片、一個(gè)氣壓傳感器和一個(gè)溫度傳感器，所述集 成電子羅盤巧片、所述氣壓傳感器W及所述溫度傳感器分別與單片機(jī)相連。通過3軸磁場(chǎng) 傳感器和3軸加速度傳感器的集成電子巧片實(shí)時(shí)獲得車身姿態(tài)；通過大氣壓傳感器巧片獲 得實(shí)時(shí)海拔高度；通過溫度傳感器獲得實(shí)時(shí)車外溫度。有效提高了車載電子羅盤的精度。
[0017] 羅盤儀的實(shí)現(xiàn)
[0018] 地球磁場(chǎng)的強(qiáng)度大概是0.5高斯左右，其并行于地表的分量指向地球的北極，在 北半球，磁場(chǎng)的方向是水平向下的，在赤道上，磁場(chǎng)方向是水平的，在南半球，磁場(chǎng)方向是水 平向上的。磁場(chǎng)方向和水平面的夾角被定義為傾角；地球磁場(chǎng)的北極方向和地球地理的北 極方向的夾角被成為地磁角，地磁角的大小一般在20度W內(nèi)，且隨著地理位置的不同而變 化。一個(gè)帶傾角補(bǔ)償?shù)碾娮恿_盤系統(tǒng)需要一個(gè)3軸磁場(chǎng)傳感器和一個(gè)3軸加速度傳感器。 加速度傳感器用來測(cè)量翻轉(zhuǎn)角和俯仰角的大小W計(jì)算傾角補(bǔ)償。磁場(chǎng)傳感器用來測(cè)量地球 的磁場(chǎng)，然后通過磁場(chǎng)的北極方向確定磁場(chǎng)的方位角。
[0019] 車身姿態(tài)的計(jì)算通常采用體坐標(biāo)系，如圖2所示，S個(gè)坐標(biāo)軸甜、孔、Zb的 定義滿足右手規(guī)則分別指向前方，右側(cè)，下方。=個(gè)姿態(tài)角分別為繞Zb旋轉(zhuǎn)的方位角 MHeading)，繞孔旋轉(zhuǎn)的俯仰角0 (Pitch)，繞甜旋轉(zhuǎn)的翻轉(zhuǎn)角MRoU)。
[0020] 在沒有旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，即理想情況下重力加速度為豎直向下的，可W表示為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，其特征在于： 包括用于一個(gè)三軸加速度和三軸磁場(chǎng)探測(cè)的集成電子羅盤芯片、一個(gè)氣壓傳感器和一 個(gè)溫度傳感器，所述集成電子羅盤芯片、所述氣壓傳感器以及所述溫度傳感器分別與單片 機(jī)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，其特征在于，所述 集成電子羅盤芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)的翻轉(zhuǎn)角值和俯仰角值用于計(jì)算傾角補(bǔ)償；所述集成電子羅盤 芯片實(shí)時(shí)檢測(cè)的方位角用于計(jì)算地磁角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，其特征在于，所述 集成電子羅盤芯片采用LSM303DLHC型號(hào)的集成芯片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，其特征在于，所述 氣壓傳感器采用BMP180型號(hào)的傳感器，用于檢測(cè)海拔高度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，其特征在于，所述 溫度傳感器通過檢測(cè)熱敏電阻值采集溫度信號(hào)并與所述單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換，用于檢測(cè)車外溫 度。
【專利摘要】一種帶傾角補(bǔ)償?shù)能囕d電子海拔羅盤儀，包括用于一個(gè)三軸加速度和三軸磁場(chǎng)探測(cè)的集成電子羅盤芯片、一個(gè)氣壓傳感器和一個(gè)溫度傳感器，所述集成電子羅盤芯片、所述氣壓傳感器以及所述溫度傳感器分別與單片機(jī)相連。本發(fā)明通過車輛在中運(yùn)動(dòng)情況的自標(biāo)定以及傾角的自動(dòng)矯正，實(shí)現(xiàn)在行車過程中對(duì)溫度、方位角、海拔、車身姿態(tài)等外部環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效提高了車載電子羅盤的精度。
【IPC分類】G01C17-32
【公開號(hào)】CN104748734
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510184068
【發(fā)明人】賈瑞, 徐雪, 仲小英, 施紀(jì)紅, 浦靈敏
【申請(qǐng)人】蘇州健雄職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日