水下机器人微型航姿检测装置制造方法
【专利摘要】水下机器人微型航姿检测装置，属于海洋电子设备领域，包括水下机器人主体、三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁阻型磁强计、数据采集卡、上位机、蓝牙模块和移动设备，所述水下机器人主体上安装有三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁阻型磁强计、数据采集卡，数据采集卡和三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁阻型磁强计相连接，数据采集卡通过信号线和上位机相连接，上位机上设有蓝牙模块，蓝牙模块通过无线和移动设备相连接；本设备提供了一种能够实现远程监控，并且能够实时反映水下机器人状态的航姿检测系统。这种航姿检测系统能够直观、准确的将水下机器人的状态同步传递给地面控制端，可以快速的了解水下动态。
【专利说明】水下机器人微型航姿检测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及水下机器人微型航姿检测装置，属于海洋电子设备领域。
【背景技术】
[0002] -般水下机器人在水下工作时，无法通过肉眼直接观测其状态，只能通过摄像头 观测有限视野内参照物的位置变化来大概推测机器人的状态。这样的观测会产生较大误 差，尤其当水下环境较为复杂时，如果水下机器人位置状态有偏差时可能会对机器人的表 面造成划痕甚至破坏机械结构，导致水密舱漏水，造成无法挽回的重大伤害，是一个急需解 决的问题。
【发明内容】
[0003] 本实用新型的目的是提供水下机器人微型航姿检测装置。
[0004] 本实用新型要解决的问题是现有机加工车间龙门吊机不适用的不足。
[0005] 为实现本实用新型的目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0006] 水下机器人微型航姿检测装置，包括水下机器人主体、三轴加速度计、三轴陀螺 仪、三轴磁阻型磁强计、数据采集卡、上位机、蓝牙模块和移动设备，所述水下机器人主体上 安装有三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁阻型磁强计、数据采集卡，数据采集卡和三轴加 速度计、三轴陀螺仪、三轴磁阻型磁强计相连接，数据采集卡通过信号线和上位机相连接， 上位机上设有蓝牙模块，蓝牙模块通过无线和移动设备相连接。
[0007] 所述数据采集卡采用RS232/TTL/USB硬件接口与电缆/USB线相连，将数据传输给 水面的上位机。
[0008] 所述移动设备为手机或电脑。
[0009] 所述上位机为运算服务器或中转站。
[0010] 本实用新型的优点是：本设备提供了一种能够实现远程监控，并且能够实时反映 水下机器人状态的航姿检测系统。这种航姿检测系统能够直观、准确的将水下机器人的状 态同步传递给地面控制端，可以快速的了解水下动态，应具有广泛的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1是本实用新型水下机器人微型航姿检测装置的立体视图；
[0012] 图中：1、水下机器人主体 2、三轴加速度计 3、三轴陀螺仪 4、三轴磁阻 型磁强计 5、数据采集卡 6、上位机 7、蓝牙模块 8、移动设备。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。
[0014] 水下机器人微型航姿检测装置，包括水下机器人主体1、三轴加速度计2、三轴陀 螺仪3、三轴磁阻型磁强计4、数据采集卡5、上位机6、蓝牙模块7和移动设备8,所述水下机 器人主体1上安装有三轴加速度计2、三轴陀螺仪3、三轴磁阻型磁强计4、数据采集卡5,数 据采集卡5和三轴加速度计2、三轴陀螺仪3、三轴磁阻型磁强计4相连接，数据采集卡5通 过信号线和上位机6相连接，上位机6上设有蓝牙模块7,蓝牙模块7通过无线和移动设备 8相连接。
[0015] 所述数据采集卡5采用RS232/TTL/USB硬件接口与电缆/USB线相连，将数据传输 给水面的上位机6。
[0016] 所述移动设备8为手机或电脑。
[0017] 所述上位机6为运算服务器或中转站。
[0018] 所述三轴加速度计2用于测量三个方向的速度在系统工作中主要是感知系统的 水平方向的倾斜，并用于修正陀螺在俯仰和滚动方向的漂移；三轴陀螺仪3用于测量三个 方向的绝对角速度；三轴磁阻型磁强计4测量三维地磁，用于提供方向角的初始对准以及 修正航向角的偏移；Labview对数据采集卡5编程来采集加速度计、陀螺仪、磁阻型磁强计 的数据。
[0019] 提供的卡尔曼滤波算法，对磁力计的航向角信息、以及加速度计得到的载体坐标 系中的重力场观测值进行修正，将重力值与磁北向值有机融合并对漂移进行补偿，避免了 因为角速率数据的积分运算带来的误差的无累积。
[0020] 本实用新型的工作原理：将三轴加速度计2,三轴陀螺仪3,三轴磁阻型磁强计4测 量数据，通过Labview对数据采集卡5编程进行采集，程序将解算后的姿态发送到主串口 TX 输出给上位机6,再通过卡尔曼滤波算法对数据进行修正，最后通过蓝牙模块7将姿态角度 信息发送给电脑，就可以知道航姿有没有错误，使用准确方便。
【权利要求】
1. 水下机器人微型航姿检测装置，包括水下机器人主体（1)、三轴加速度计（2)、三轴 陀螺仪（3)、三轴磁阻型磁强计（4)、数据采集卡（5)、上位机（6)、蓝牙模块（7)和移动设备 (8)，其特征是：所述水下机器人主体（1)上安装有三轴加速度计（2)、三轴陀螺仪（3)、三轴 磁阻型磁强计（4)、数据采集卡（5)，数据采集卡（5)和三轴加速度计（2)、三轴陀螺仪（3)、 三轴磁阻型磁强计（4)相连接，数据采集卡（5)通过信号线和上位机（6)相连接，上位机6 上设有蓝牙模块（7 )，蓝牙模块（7 )通过无线和移动设备（8 )相连接。
2. 根据权利要求1所述的水下机器人微型航姿检测装置，其特征是：所述数据采集卡 (5 )采用RS232/TTL/USB硬件接口与电缆/USB线相连，将数据传输给水面的上位机（6 )。
3. 根据权利要求1所述的水下机器人微型航姿检测装置，其特征是：所述移动设备（8) 为手机或电脑。
4. 根据权利要求1所述的水下机器人微型航姿检测装置，其特征是：所述上位机（6)为 运算服务器或中转站。
【文档编号】G01C21/00GK203848839SQ201420146966
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年3月30日 优先权日:2014年3月30日
【发明者】徐鹏, 谢永和, 梁舒凡 申请人:浙江海洋学院