[发明专利]低成本惯性导航系统

权利要求书

1.一种地下采矿车辆，该地下采矿车辆包括：

三轴MEMS陀螺仪，所述三轴MEMS陀螺仪相对于所述地下采矿车辆以固定位置和姿势安装并且安装在旋转器上，所述旋转器被构造成使所述三轴MEMS陀螺仪绕旋转轴转位成多个不同取向；

陀螺仪接口，所述陀螺仪接口连接到所述三轴MEMS陀螺仪，所述陀螺仪接口被构造成从所述三轴MEMS陀螺仪接收关于所述多个不同取向的旋转测量数据，并进一步被构造成：

基于所述旋转测量数据计算所述三轴MEMS陀螺仪相对于与所述旋转轴基本正交的第一轴的第一旋转速率偏差；

基于所述旋转测量数据计算所述三轴MEMS陀螺仪相对于与所述第一轴和所述旋转轴基本正交的第二轴的第二旋转速率偏差；

通过使用所述第一旋转速率偏差校正所述旋转测量数据来计算校正的第一旋转速率；

通过使用所述第二旋转速率偏差校正所述旋转测量数据来计算校正的第二旋转速率；

通过对对于所述地下采矿车辆的给定位置来说已知的地球旋转速率矢量、所述校正的第一旋转速率和所述校正的第二旋转速率进行算术运算来计算围绕所述旋转轴的预期旋转速率；

并且

基于所计算的绕所述旋转轴的所述预期旋转速率计算所述三轴MEMS陀螺仪相对于所述旋转轴的第三旋转速率偏差；以及

导航单元，所述导航单元连接至所述陀螺仪接口，并被构造成：

从所述陀螺仪接口接收所述第一旋转速率偏差、所述第二旋转速率偏差和所述第三旋转速率偏差；和

基于所述地球旋转速率矢量、所述第一旋转速率偏差、所述第二旋转速率偏差和所述第三旋转速率偏差计算所述地下采矿车辆的姿势。

2.根据权利要求1所述的地下采矿车辆，所述地下采矿车辆还包括车辆控制器，所述车辆控制器连接至车辆并被构造成：

停止所述车辆；

在所述车辆停止的同时校正惯性导航系统；

在所述车辆停止的同时使所述旋转器旋转所述三轴陀螺仪；

使所述陀螺仪接口计算出所述第一旋转速率偏差、所述第二旋转速率偏差和所述第三旋转速率偏差；并且

基于所计算的姿势恢复所述车辆的移动。

3.根据权利要求1或2所述的地下采矿车辆，所述地下采矿车辆还包括通信地联接至所述导航单元的三轴加速度计，其中所述导航单元被构造成基于来自所述三轴加速度计的加速度数据来计算所述姿势。

4.根据前述权利要求中任一项所述的地下采矿车辆，其中，所述导航单元是惯性导航单元，并且被构造成基于所述姿势确定所述地下采矿车辆的绝对位置。

5.根据前述权利要求中任一项所述的地下采矿车辆，其中，所述陀螺仪接口被构造成根据计算绕所述旋转轴的预期旋转速率ω_third，其中ω_Earth是所述地球旋转速率矢量的大小，ω_first和ω_second是分别通过所计算的第一旋转速率偏差和第二旋转速率偏差校正的绕所述第一轴的所述校正的第一旋转速率和绕所述第二轴的所述校正的第二旋转速率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的地下采矿车辆，所述地下采矿车辆还包括滤波器，所述滤波器连接至所述陀螺仪接口并且被构造成连续跟踪所述第三旋转速率偏差。

7.根据前述权利要求中任一项所述的地下采矿车辆，所述地下采矿车辆还包括另外的三轴MEMS陀螺仪，所述另外的三轴MEMS陀螺仪相对于所述地下采矿车辆以固定位置和姿势安装，

其中所述导航单元连接至所述另外的三轴MEMS陀螺仪，并且被构造成从所述另外的三轴MEMS陀螺仪接收另外的旋转测量数据，并且基于所述另外的旋转测量数据计算所述地下采矿车辆的所述姿势。