[发明专利]一种基于转位寻北技术的抗扰动快速寻北仪及其寻北方法

权利要求书

1.一种基于转位寻北技术的抗扰动快速寻北仪，包括底座(1)和转位装置(2)，所述底座(1)与转位装置(2)的定子固定连接，所述转位装置(2)的定子的前后两端设有限位座，转位装置(2)的转子设有与限位座相配合的限位块，限位块和限位座用于将定位转子相对定子前后旋转180°，其特征在于：还包括三轴IMU组件(21)、I/F板(4)和主控板(3)，所述三轴IMU组件(21)固定在转位装置(2)的转子上，三轴IMU组件(21)是由三轴激光陀螺和三轴加速度计构成，所述三轴激光陀螺用于测量底座(1)的角速度，所述三轴加速度计用于测量底座(1)的加速度，三轴加速度计将电流信号传递给I/F板(4)，所述I/F板(4)用于将三轴加速度计输出的电流信号转换成频率信号，I/F板(4)将频率信号传递给主控板(3)，三轴激光陀螺将频率信号传递给主控板(3)，所述主控板(3)采用了DSP+FPGA架构，主控板(3)用于完成寻北指令接收、转位寻北算法的计算、数据采集和外设控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于转位寻北技术的抗扰动快速寻北仪，其特征在于：所述底座(1)上固定有驱动板(5)，所述驱动板(5)用于接收IMU组件的信号，驱动板(5)通过闭环PID控制算法生产PWM方波控制电机转动。

3.根据权利要求2所述的一种基于转位寻北技术的抗扰动快速寻北仪，其特征在于：所述底座(1)为长方体形状，转位装置(2)为圆柱体形状。

4.一种使用基于转位寻北技术的抗扰动快速寻北仪的寻北方法，其特征在于包括如下步骤：

A)、主控板(3)接收寻北指令；

B)、主控板(3)下达控制信号到转位装置(2)，转位装置(2)控制IMU组件(21)在13秒内，即0～13秒时从0°转向180°位置，并在转动过程中全程采集IMU组件的加速度和角速度数据；

C)、主控板(3)在13～88秒时采集180°位置的三轴IMU组件(21)的加速度和角速度，并计算出IMU组件(21)姿态角、线速度和位置；

D)、主控板(3)下达控制信号到转位装置(2)，转位装置(2)控制IMU组件(21)在88～101秒时，从180°转向0°位置，并在转动过程中全程采集IMU组件的加速度和角速度数据，并进行卡尔曼Kalman滤波计算；

E)、主控板(3)在101～176秒时采集0°位置的三轴IMU组件(21)的加速度和角速度，并计算出IMU组件(21)姿态角、线速度和位置，再进行卡尔曼Kalman滤波计算；

F)、主控板(3)将卡尔曼Kalman滤波计算的结果(即寻北结果)向外输出，完成寻北。