[实用新型]一种移动测量与检测系统传感器数据融合与同步控制器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器的数据融合与同步控制，特涉及一种移动测量与检测系统传感器数据融合与同步控制器。

背景技术

目前，在车载移动测量与检测领域，会用到很多诸如：线阵CCD、面阵CCD、激光扫描仪、智能线激光识别相机、惯性测量单元等各种类型的传感器，这些传感器检测的数据必须与载车的移动距离或点位坐标保持对应关系才有意义，同时传感器必须同步工作，有序采集才能保证数据信息的有效融合，才能为后续道路养护GIS数据库、构建数字地形图提供高效、精确的数据源。如何将各种不同的传感器信号同步传输成为本领域有待解决的关键问题。

发明内容

针对背景技术的不足，本实用新型通过同步数据处理器与IMU单元、GPS OEM板、变频控制器相连， GPS OEM板与同步数据处理器和变频控制器相互连；变频控制器通过滤波器与编码器相连的方式，实现了传感器的高度集成与同步控制，使系统精简、紧凑，特别对于车载系统，由于空间有限，这点尤为重要；其次本系统通过“本机时间”与GPS时间关联的方式，实现了多源数据的融合与同步。

本实用新型的技术方案是：

一种移动测量与检测系统传感器数据融合与同步控制器，包括GPS OEM板、编码器、IMU单元、变频控制器和同步数据处理器，其特征在于：所述的同步数据处理器与IMU单元、GPS OEM板、变频控制器相连， GPS OEM板与同步数据处理器和变频控制器相互连；变频控制器通过滤波器与编码器相连。其有益效果是：实现了传感器的高度集成与同步控制，使系统精简、紧凑，特别对于车载系统，由于空间有限，这点尤为重要；其次本系统通过“本机时间”与GPS时间关联的方式，实现了多源数据的融合与同步。

如上所述的传感器数据融合与同步控制器，其特征在于：所述的同步数据处理器采用PC104总线架构的嵌入式计算机。其有益效果是：结构尺寸大大减小，同时将相关算法移植到功能强大的嵌入式计算机上来完成，以ARM+CPLD构成的底板主要作为控制执行机构，使得同步数据处理器层次分明，开发难度降低，软件维护方便。

如上所述的传感器数据融合与同步控制器，其特征在于：所述的同步数据处理器还与景观工控机、平整度工控机、路面工控机、三维路形系统和带状地形系统相连。其有益效果是：可以实现多个工控机或系统的数据同步。

如上所述的传感器数据融合与同步控制器，其特征在于：所述的变频控制器由CPLD和ARM组成。

附图说明

附图1：本实用新型的布局图；

附图2：本实用新型的原理框图；

附图3：变频控制器主要电路；

附图4：主要信号调理、电平转换电路；

附图5：GPS OEM板接入电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。

为了满足如线扫CCD、面阵CCD、激光扫描仪、智能线激光识别相机等传感器的时空同步和外触发工作，如附图2所示，本实用新型的移动测量与检测系统传感器数据融合与同步控制器，包括GPS OEM板、编码器、IMU单元、由CPLD和ARM组成的变频控制器、同步数据处理器，本实用新型的布局如图1所示。

同步数据处理器与IMU单元、GPS OEM板、变频控制器、以太网交换机以及各需要同步的工控机或系统相互连接，如图2中所示的景观工控机、平整度工控机、路面工控机、三维路形系统、带状地形系统；GPS OEM板与同步数据处理器和变频控制器相互连；变频控制器通过滤波器与编码器相连。

编码器：用于测量距离的单元。编码器与车轮同轴安装，角速度相等，车轮走过单位的距离，编码器会发出固定的脉冲数，通过计数脉冲的数量就可以得到车轮走过的距离。编码器的数据通过滤波器滤波后，传输到变频控制器。

GPS OEM板：用于接收GPS天线接收的卫星信号，并实时的将经纬度和时间数据传输到同步数据处理器和变频器中，其电路图如附图5所示。

IMU单元：惯性测量单元，用于测量此刻的姿态，包括翻滚、俯仰、航向三维角度，并将数据传输到同步数据处理器中。

变频控制器：由CPLD和ARM组成，用于实时计算当前的距离，并实时同步各个传感器的工作。并按人为设定的距离同步触发线扫相机、面阵相机、激光测距机、激光扫描仪等传感器，变频控制器电路如附图3所示。