一种陀螺仪和加速度计批量校准装置和方法
【专利摘要】一种陀螺仪和加速度计批量校准装置，所述校准装置与CAN总线和人机交互显示板通讯连接；所述校准装置包括基架、竖立设置于基架上的电机支撑板和支架；所述电机支撑板上设有电机，所述支架上铰接有通过电机驱动旋转的旋转架；所述旋转架两侧设有滑槽，滑槽上插接有校正平板；所述校正平板上设有传感器板定位的定位装置；所述支架上还设有控制旋转架旋转角度的限位开关。利用本发明所提供的陀螺仪和加速度计批量校准装置可一次性批量校准传感器板，提高校准效率。本发明还公开了一种陀螺仪和加速度计批量校准方法。
【专利说明】一种陀螺仪和加速度计批量校准装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种陀螺仪和加速度计批量校准装置和方法。
【背景技术】
[0002]在惯性导航系统中通常会使用到陀螺仪和加速度计。陀螺仪是惯性导航系统中常用的，主要用于测量角速度；加速度计是惯性导航系统中的另外一个重要成员，主要用于测定与重力加速度方向。而一般data步骤heet给定的是一个固定的系数，对于不同的温度，这个系数会出现“温飘”现象。为了保证惯性导航系统不受温度的影响，需要制作一套装置，在规定的温度范围内进行系数的校正。
【发明内容】
[0003]为克服现有技术的不足，本发明提供了一种陀螺仪和加速度计批量校准装置和方法，通过在恒温箱内批量校准搭载有MCU控制芯片、陀螺仪传感器和加速度传感器的电路板。
[0004]一种陀螺仪和加速度计批量校准装置，所述校准装置与CAN总线和人机交互显示板通讯连接；所述校准装置包括基架、竖立设置于基架上的电机支撑板和支架；所述电机支撑板上设有电机，所述支架上铰接有通过电机驱动旋转的旋转架；所述旋转架两侧设有滑槽，滑槽上插接有校正平板；所述校正平板上设有传感器板定位的定位装置；所述支架上还设有控制旋转架旋转角度的限位开关。
[0005]所述电机转轴联接有电机减速器，电机减速器的输出端设有联轴器，联轴器与旋转架转轴联接。
[0006]所述定位装置包括设于校正平板上的与传感器板电路配合的弹性顶针、与传感器板定位孔配合的定位柱以及旋转压紧件；所述定位装置有多个，呈矩形阵列分布于校正平板上。
[0007]所述滑槽上设有紧固螺钉。
[0008]所述基架下端四角设有水平调节垫脚。
[0009]本发明中，旋转架上两侧设置滑槽，将校正平板滑入滑槽并通过锁紧螺钉锁紧的方式固定校正平板，方便简单，容易安装和拆卸；校正平板上设有矩形阵列排布的传感器板定位装置，可一次批量校准多个传感器板，节约了人工和时间；所述定位装置设有弹性顶针、定位柱和旋转压紧件，定位柱用于定位传感器板的位置，使弹性顶针刚好与传感器板上的电路接触，实现电连接，旋转压紧件在传感器板校正的时候压紧传感器板，校验完成后旋开旋转压紧件，弹性顶针可将传感器板顶出，因此，该定位装置固定和取出传感器板非常之方便；校正平板由一个电机带动，保证传感器板陀螺仪测量角速度和角度的稳定，避免误差；支架上设有限位开关，可更好的控制电机旋转角度。
[0010]一种陀螺仪和加速度计批量校准方法，包括以下步骤：
步骤I、将传感器板对准校正平板上相应的定位柱，按压传感器板，使传感器板电路与弹性顶针接触，并通过旋转压紧件将传感器板压紧固定，实现传感器板与CAN总线连接；步骤2、调整水平垫脚和限位开关使旋转架处于水平状态后将校准装置放入恒温箱中，将固定好传感器板的校正平板装入旋转架的滑槽上，并旋紧滑槽上的紧固螺钉将校正平板固定，设定恒温箱的温度-时间曲线；
步骤3、人机交互显示板对传感器板进行ID地址解析；
步骤4、人机交互显示板发送校准命令到所有传感器板，然后人机交互显示板进入监听状态；
步骤5、电机转动使传感器板的加速度计清零；
步骤6、电机以恒定速度转动，并通过电机自带的编码器读取电机转动角度；对传感器板上陀螺仪的测量数据进行积分，得到当前陀螺仪的测量角度；利用编码器读取的真实角度对陀螺仪测量的角度进行修正；
步骤7、重复步骤5、步骤6，校验所得结果，若所得修正系数一致，则进行下一步，若所得系数不一致，则重复校验，并反馈给人机交互板；
步骤8、将校验之后的陀螺仪和加速度计的修正系数写入到每个传感器板上的存储位
置；
步骤9、恒温校验结束，将校正平板从恒温箱取出，置于外置的工作台，并通电校验传感器板系数，将系数正确的传感器板做好标记，断电之后留取合格的传感器板。
[0011]步骤10、整个校验结束。
[0012]所述步骤5之前，电机处于轻微反向堵转状态，校正平板跟旋转架通过限位开关限定而保持水平，从而限定电机的转动。
[0013]本发明一次可实现批量的传感器板校正，提高了校准效率和校准系数的稳定性；定位装置可以非常方便的实现每个传感器板的拆装；传感器板直接通过弹性顶针与校正平板连接，减少了冗余线路；校验过程中，滑槽连接方式方便校正平板在恒温箱中进行拆装，减少了整体转动架从恒温箱取出的麻烦。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图I是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的侧视图；
图3是图I中A处的局部放大图；
图4是本发明的步骤流程图。
[0015]图中标示为：1-基架，2-电机支撑板，3-支架，4-电机，5-旋转架，6-滑槽，7-校正平板，8-传感器板，9-限位开关，10-电机减速器，11-联轴器，12-弹性顶针，13-定位柱，
14-旋转压紧件，15-紧固螺钉，16-水平调节垫脚。
【具体实施方式】
[0016]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0017]如图I、2所示，一种陀螺仪和加速度计批量校准装置，所述校准装置与CAN总线和人机交互显示板通讯连接；所述校准装置包括基架I、竖立设置于基架I上的电机支撑板2和支架3 ;所述电机支撑板2上设有电机4，所述支架3上铰接有通过电机4驱动旋转的旋转架5 ;所述旋转架5两侧设有滑槽6，滑槽6上插接有校正平板7 ;所述校正平板上7设有传感器板8定位的定位装置；所述支架3上还设有控制旋转架5旋转角度的限位开关9。
[0018]所述电机4转轴联接有电机减速器10，电机减速器10的输出端设有联轴器11，联轴器11与旋转架5转轴联接。
[0019]所述定位装置包括设于校正平板7上的与传感器板8电路配合的弹性顶针12、与传感器板8定位孔配合的定位柱13以及旋转压紧件14。
[0020]所述定位装置有多个，呈矩形阵列分布于校正平板7上。
[0021]所述滑槽6上设有紧固螺钉15。
[0022]所述基架I下端四角设有水平调节垫脚16。
[0023]本发明中，旋转架上两侧设置滑槽，将校正平板滑入滑槽并通过锁紧螺钉锁紧的方式固定校正平板，方便简单，容易安装和拆卸；校正平板上设有矩形阵列排布的传感器板定位装置，可一次批量校准多个传感器板，节约了人工和时间；所述定位装置设有弹性顶针、定位柱和旋转压紧件，定位柱用于定位传感器板的位置，使弹性顶针刚好与传感器板上的电路接触，实现电连接，旋转压紧件在传感器板校正的时候压紧传感器板，校验完成后旋开旋转压紧件，弹性顶针可将传感器板顶出，因此，该定位装置固定和取出传感器板非常之方便；校正平板由一个电机带动，保证传感器板陀螺仪测量角速度和角度的稳定，避免误差；支架上设有限位开关，可更好的控制电机旋转角度。
[0024]如图3所示，本发明还提供了一种根据上述校正装置进行陀螺仪和加速度计批量校准方法，具体包括以下步骤：
步骤I、将传感器板对准校正平板上相应的定位柱，按压传感器板，使传感器板电路与弹性顶针接触，并通过旋转压紧件将传感器板压紧固定，实现传感器板与CAN总线连接；步骤2、调整水平垫脚和限位开关使旋转架处于水平状态后将校准装置放入恒温箱中，将固定好传感器板的校正平板装入旋转架的滑槽上，并旋紧滑槽上的紧固螺钉将校正平板固定，设定恒温箱的温度-时间曲线；
步骤3、人机交互显示板对传感器板进行ID地址解析；
步骤4、人机交互显示板发送校准命令到所有传感器板，然后人机交互显示板进入监听状态；
步骤5、电机转动使传感器板的加速度计清零；
步骤6、电机以恒定速度转动，并通过电机自带的编码器读取电机转动角度；对传感器板上陀螺仪的测量数据进行积分，得到当前陀螺仪的测量角度；利用编码器读取的真实角度对陀螺仪测量的角度进行修正；
步骤7、重复步骤5、步骤6，校验所得结果，若所得修正系数一致，则进行下一步，若所得系数不一致，则重复校验，并反馈给人机交互板；
步骤8、将校验之后的陀螺仪和加速度计的修正系数写入到每个传感器板上的存储位
置；
步骤9、恒温校验结束，将校正平板从恒温箱取出，置于外置的工作台，并通电校验传感器板系数，将系数正确的传感器板做好标记，断电之后留取合格的传感器板。
[0025]步骤10、整个校验结束。
[0026]所述步骤5之前，电机处于轻微反向堵转状态，校正平板跟旋转架通过限位开关限定而保持水平，从而限定电机的转动。
[0027]以上内容是结合具体的优选方式对本发明所作的进一步详细说明，不应认定本发明的具体实施只局限于以上说明。对于本【技术领域】的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，均应视为由本发明所提交的权利要求确定的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述校准装置与CAN总线和人机交互显示板通讯连接；所述校准装置包括基架（I)、竖立设置于基架（I)上的电机支撑板(2 )和支架（3 );所述电机支撑板（2 )上设有电机（4)，所述支架（3 )上铰接有通过电机（4)驱动旋转的旋转架（5);所述旋转架（5)两侧设有滑槽（6)，滑槽（6)上插接有校正平板（7);所述校正平板上（7 )设有传感器板（8 )定位的定位装置；所述支架（3 )上还设有控制旋转架(5)旋转角度的限位开关（9)。
2.根据权利要求1所述的陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述电机（4)转轴联接有电机减速器（10)，电机减速器（10)的输出端设有联轴器（11)，联轴器（11)与旋转架（5)转轴联接。
3.根据权利要求2所述的陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述定位装置包括设于校正平板（7)上的与传感器板（8)电路配合的弹性顶针（12)、与传感器板（8)定位孔配合的定位柱（13)以及旋转压紧件（14)。
4.根据权利要求3所述的陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述定位装置有多个，呈矩形阵列分布于校正平板（7)上。
5.根据权利要求4所述的陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述滑槽（6)上设有紧固螺钉（15)。
6.根据权利要求5所述的陀螺仪和加速度计批量校准装置，其特征在于：所述基架（I)下端四角设有水平调节垫脚（16 )。
7.一种陀螺仪和加速度计批量校准方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤I、将传感器板对准校正平板上相应的定位柱，按压传感器板，使传感器板电路与弹性顶针接触，并通过旋转压紧件将传感器板压紧固定，实现传感器板与CAN总线连接； 步骤2、调整水平垫脚和限位开关使旋转架处于水平状态后将校准装置放入恒温箱中，将固定好传感器板的校正平板装入旋转架的滑槽上，并旋紧滑槽上的紧固螺钉将校正平板固定，设定恒温箱的温度-时间曲线； 步骤3、人机交互显示板对传感器板进行ID地址解析； 步骤4、人机交互显示板发送校准命令到所有传感器板，然后人机交互显示板进入监听状态； 步骤5、电机转动使传感器板的加速度计清零； 步骤6、电机以恒定速度转动，并通过电机自带的编码器读取电机转动角度；对传感器板上陀螺仪的测量数据进行积分，得到当前陀螺仪的测量角度；利用编码器读取的真实角度对陀螺仪测量的角度进行修正； 步骤7、重复步骤5、步骤6，校验所得结果，若所得修正系数一致，则进行下一步，若所得系数不一致，则重复校验，并反馈给人机交互板； 步骤8、将校验之后的陀螺仪和加速度计的修正系数写入到每个传感器板上的存储位置； 步骤9、恒温校验结束，将校正平板从恒温箱取出，置于外置的工作台，并通电校验传感器板系数，将系数正确的传感器板做好标记，断电之后留取合格的传感器板。
8.步骤10、整个校验结束。
9.根据权利要求7所述的陀螺仪和加速度计批量校准方法，其特征在于：所述步骤5之前，电机处于轻微反向堵转状态，校正平板跟旋转架通过限位开关限定而保持水平，从而限定 电机的转动。
【文档编号】G01C25/00GK103776468SQ201410059298
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】郭盖华, 蔡优飞 申请人:深圳乐行天下科技有限公司