一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种移动轨迹检测系统，尤其涉及一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统，属于测量控制领域。
【背景技术】
[0002]惯性测量单元是测量物体三轴姿态角以及加速度的装置。一个頂U包含了三个单轴的加速度计和三个单轴的陀螺，加速度计检测物体在载体坐标系统独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的角速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，并以此解算出物体的姿态。在导航中用着很重要的应用价值。IMU大多用在需要进行运动控制的设备，如汽车和机器人上，也被用在需要用姿态进行精密位移推算的场合，如潜艇、飞机、导弹和航天器的惯性导航设备等。随着技术的发展，更小的器件、更小的部件，在许多方面都表现出了非常独特的优势，有些航天、航空领域中出现了一大批小型化运载体，这就要求它们的惯性测量单元的体积很小、重量很轻。
[0003]随着微型制造技术和MEMS技术的发展，新一代微型MEMS陀螺仪和微型MEMS加速计迅速发展起来，为微型惯性测量单元的设计和研制提供了有力的支持。现有的微型惯性测量单元大多采用三个方向上使用同种类型的传感器，组成立方体形的结构。六块加工精度很高的金属板组成一个金属六面体作为支架，在金属六面体的六个金属面上安装陀螺仪和加速度计，加速度计安装在六面体的三个互相垂直的中间，以保证三只加速度计敏感轴两两垂直且相交于空间同一点，陀螺仪的安装保证三只陀螺仪的，敏感轴在空间两两垂直且与对应加速度计敏感轴平行，这种结构的惯性测量单元存在的缺点是，体积大、空间利用率不高、不利于微小化。还有一种结构是对方形组合的改进，相比上述的立方结构，体积有了一定的减小，但是空间的利用率还是不高。因此为了进一步更高程度的提高惯性测量单元的空间利用率，减小体积，需要从传感器的结构和原理着手，寻求最佳的解决方案。
[0004]例如申请号为“201010250948.4”的一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统，涉及捷联惯导技术。该发明从改进惯性测量装置的力学结构入手，提供一个大幅度缩小惯性测量系统体积、三向等刚度减振结构的微型惯性测量系统，克服三向刚度不等、共振激励、以及产生扭转振动等缺陷，对捷联惯导系统造成的不良影响。系统包括传感组件1.2、内减振减震器、惯性检测单元壳体1.6、下盖1.8等部件，内减振器由若干具有适当阻尼特性的内减振单元构成单元1.4组成，它们安装在惯性检测单元壳体1.6内壁S与传感组件1.2的6个平面之间，内减振单元的形变力轴相互正交，以均衡吸收并消耗来自运载体的强迫振动。
[0005]又如申请号为“201410536806.2”的一种新型微型惯性测量单元组合，包括基座，所述基座上焊接有两个梳齿式结构的加速度计、一个单支点扭摆式结构的加速度计、两个单支点角振动结构的陀螺和一个线振动结构的陀螺。采用不同结构的惯性传感器来检测加速度和角速率三个方向的分量，这样可以不用过多的考虑各传感器敏感轴的位置关系，从而可以使得结构的排列更加紧凑，空间利用率达到最大化，可以采用叠层结构，结构紧凑，抗冲击能力强，适用于小型化和高过载场合。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】的不足提供了一种能够可准确跟踪运动目标，具有体积小、质量轻、功耗低、成本低的基于载体的移动轨迹检测系统。
[0007]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统，包含检测终端以及与其连接的远程监控中心，所述检测终端包含角速度传感器、加速度传感器、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、数据传输模块，所述角速度传感器和加速度传感器均依次通过放大滤波电路、检波整流电路连接微控制器模块，所述显示模块和数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上;所述远程监控中心包含控制模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块；
所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端;所述运算放大器的同相输入端连接第六电阻元件的一端，所述运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端之间连接第五电阻，所述第六电阻的另一端接地或连接所述运算放大器的另一输出端;所述无源滤波电路的第三电阻的另一端连接所述放大电路的运算放大器的反相输入端，所述无源滤波电路的所述第四电阻另一端端连接所述放大电路的所述运算放大器的正相输入端；
其中，角速度传感器，用于实时检测载体三个轴向角速度参数；
加速度传感器，用于实时检测载体三个轴向加速度参数；
放大滤波电路，用于对检测的三个轴向角速度参数和三个轴向加速度参数进行放大滤波处理；
检波整流电路，用于对放大滤波处理后的三个轴向角速度参数和三个轴向加速度参数进行检波整流处理，进而传输至微控制器模块；
微控制器模块，用于根据接收的检波整流处理后的三个轴向角速度参数和三个轴向加速度参数进而分析得出载体的移动轨迹；
数据传输模块，用于将微控制器模块分析得出的载体的移动轨迹传输至远程监控中心;
射频识别模块，用于识别和接收微控制器模块发送的载体的移动轨迹，进而传输至控制丰旲块;
显示模块，用于实时显示射频识别模块识别和接收的载体移动轨迹。
[0008]作为本发明一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统的进一步优选方案，所述加速度传感器的芯片型号为KXR94。
[0009]作为本发明一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统的进一步优选方案，所述角速度传感器的芯片型号为IDG-300。
[0010]作为本发明一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
[0011]作为本发明一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统的进一步优选方案，所述显示模块采用IXD显示屏。
[0012]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1、本发明体积小、质量轻、功耗低、成本低;本发明通过精确测量载体的3个轴向角速度信息和3个轴向加速度信息进而精确得出载体的移动轨迹；
2、本发明涉及一种高度集成、低功耗及低成本的微型惯性测量装置，可精确地测算出载体的航向角、俯仰角及位置等信息，为运动轨迹跟踪实验打下了基础，也可广泛地应用于民用航空、车辆控制、机器人、工业自动化、探矿、玩具等领域。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
一种基于放大滤波电路的载体移动轨迹检测系统，包含检测终端以及与其连接的远程监控中心，所述检测终端包含角速度传感器、加速度传感器、放大滤波电路、检波整流电路、微控制器模块、数据传输模块，所述角速度传感器和加速度传感器均依次通过放大滤波电路、检波整流电路连接微控制器模块，所述显示模块和数据传输模块连接在微控制器模块的相应端口上;所述远程监控中心包含控制模块以及与其连接的显示模块和射频识别模块；
所述放大滤波电路包括无源滤波电路和放大电路，所述无源滤波电路包括第一电容、第三电阻和第四电阻，所述放大电路包括运算放大器、第五电阻和第六电阻，所述第一电容的一端连接第三电阻的一端，所述第一电容的另一端连接第四电阻的一端;所述运算放大器的