基于MEMS航位推算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著MEMS低價(jià)慣性傳感器的出現(xiàn)，現(xiàn)代車輛導(dǎo)航系統(tǒng)趨向于低成本、小型化和民用化方向發(fā)展。傳統(tǒng)的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)誤差隨時(shí)間積累，GPS會(huì)因?yàn)槭艿秸趽醪荒苓B續(xù)提供導(dǎo)航定位信息，新興的地圖匹配技術(shù)需要處理的數(shù)據(jù)容量很大且不易實(shí)現(xiàn)，因此傳統(tǒng)的航位推算系統(tǒng)與GPS技術(shù)的結(jié)合又得到了人們的關(guān)注。綜合現(xiàn)在導(dǎo)航技術(shù)手段優(yōu)缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于MEMS的航位推算系統(tǒng)。
　　 通過航位推算系統(tǒng)原理的研究與改進(jìn)，得出了進(jìn)行航位推算需要的導(dǎo)航信息，針對這

2、些信息對傳感器進(jìn)行型號選擇，其中包括MEMS IMU，電子羅盤和GPS等多種傳感器。由于MEMS精度有限且漂移現(xiàn)象嚴(yán)重，設(shè)計(jì)了一種由光電碼盤組成的光電式里程儀，用以補(bǔ)償MEMS陀螺漂移。通過對各種傳感器模塊化的設(shè)計(jì)形成了集MEMS IMU、電子羅盤、里程儀和GPS多種傳感器為一體的航位推算系統(tǒng)硬件平臺(tái)。
　　 針對各傳感器的誤差進(jìn)行了建模，并對IMU、里程儀和電子羅盤設(shè)計(jì)了基于最小二乘法的標(biāo)定試驗(yàn)及驗(yàn)證性試驗(yàn)。本文應(yīng)用了基于FP

3、GA的嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了MEMS IMU、電子羅盤、里程儀和GPS多種傳感器的深度融合。設(shè)計(jì)中包括基于QuartusⅡ7.0平臺(tái)的IP硬核設(shè)計(jì)，結(jié)合了硬件描述語言Verilog HDL實(shí)現(xiàn)了GPS、電子羅盤串口通信的收發(fā)、里程儀脈沖計(jì)數(shù)去噪、里程儀辨向、I/O口內(nèi)核、鎖相環(huán)和存儲(chǔ)器控制內(nèi)核等功能模塊設(shè)計(jì)。運(yùn)用了Altera公司的Modelsim6.1g對硬件描述語言編寫的串口收發(fā)、里程儀信號去噪和里程儀辨向等模塊進(jìn)行了功能仿真，經(jīng)