船用双轴倾角传感器的校准方法及系统的制作方法_3

文档序号:9808256阅读:来源:国知局
佳地,读取单元11为计算机上的超级终端,船用双轴倾角传感器21的电路的通讯串口连接计算机的串口上,超级终端设定通讯波特率9600bps与船用双轴倾角传感器21进行通讯。而后将船用双轴倾角传感器21放置于标准的水平面上,再于超级终端上输入SET_0RG$,让船用双轴倾角传感器记录水平位置处X轴和Y轴的水平位置Vx-Cirg,Vy-org,稳定后,在超级终端上输入AUT0_SET$停止水平位置Vx—Qrg,Vy-Cirg采集,同时启动对X、Y轴最大值最小值的采集。将船用双轴倾角传感器放置在X轴Ig的位置稳定IS以上,让船用双轴倾角传感器记录X轴Ig位置的采样值Vx-lg+。将船用双轴倾角传感器放置在X轴-1g的位置稳定IS以上,让船用双轴倾角传感器记录X轴-1g位置的采样值vx-lg-。用同样的方法可以得到vy-lg+,和Vy-1g- O在超级终端上输入SAVE$将¥\-_、Vy-org、Vx-1g+、Vx-1g-、Vy-1g+、Vy-lg-的值存入存储单元中,用于实际的角度计算。在超级终端上输入EXIT$,让船用双轴倾角传感器进入实际测量模式。
[0050]下面对本发明船用双轴倾角传感器的校准方法进行说明。
[0051]如图2所示,本发明船用双轴倾角传感器的校准方法包括:
[0052]执行步骤S21,与船用双轴倾角传感器建立通讯连接,船用双轴倾角传感器包括垂直设置的X轴倾角传感器和Y轴倾角传感器,倾角传感器用于确定自身与水平面的倾角,通过在一个平面内垂直放置两个倾角传感器,来获取该平面相对于水平面的倾斜角度来测量物体的倾角。接着执行步骤S22。
[0053]执行步骤S22,将船用双轴倾角传感器放于标准水平面,读取X轴倾角传感器和Y轴倾角传感器的输出电压,读取记录水平位置处两个倾角传感器的输出电压分别形成X轴输出电压Vx-ordPY轴输出电压Vy-Cirg。接着执行步骤S23。
[0054]执行步骤S23,将船用双轴倾角传感器放于X轴上的Ig和-1g位置,读取X轴倾角传感器的输出电压,读取并记录X轴Ig位置处X轴倾角传感器的输出电压形成X轴Ig输出电压Vx-lg+,读取并记录X轴-1g位置处X轴倾角传感器的输出电压形成X轴-1g输出电压vx-lg-。接着执行步骤S24。
[0055]执行步骤S24,将船用双轴倾角传感器放于Y轴上的Ig和-1g位置,读取Y轴倾角传感器的输出电压,读取并记录Y轴Ig位置处Y轴倾角传感器的输出电压形成Y轴Ig输出电压Vy-lg+,读取并记录Y轴-1g位置处Y轴倾角传感器的输出电压形成Y轴-1g输出电压Vy-lg-。接着执行步骤S25。
[0056]执行步骤S25,读取船用双轴倾角传感器实际测量中输出电压,利用前序步骤读取的电压消除实际测量的误差并计算出加速度。读取船用双轴倾角传感器实际测量中的实际X轴输出电压Vx和实际Y轴输出电压Vy,再根据X轴输出电压Vx-Cirg、Y轴输出电压Vy-Cirg、X轴Ig输出电压vx-lg+、X轴-1 g输出电压Vx-lg-、Y轴I g输出电压Vy-lg+、以及Y轴-1 g输出电压Vy-lg-消除实际测量中存在的误差并计算得到实际X轴加速度ax和实际Y轴加速度ay。计算加速度包括:判断实际X轴输出电压Vx与X轴输出电压VXfg的大小,若实际X轴输出电压Vx大于X轴输出电压Vx-Cirg,则利用公式一 (vx-v?g)/vx-lg4十算实际X轴加速度ax;若实际X轴输出电压Vx小于等于X轴输出单元Vx—cxrg,贝Ij利用公式二 (Vx-Vx—cxrg)/vx—Ig计算实际X轴加速度ax;判断实际Y轴输出电压Vy与Y轴输出电压Vyirg的大小,若实际Y轴输出电压Vy大于Y轴输出电压Vy-org,则利用公式三(Vy-Vyfg)/Vy-lg-计算实际Y轴加速度ay;若实际Y轴输出电压Vy小于等于Y轴输出电压Vy-OTg,则利用公式四(Vy-Vy-Cirg)/Vy-lg+计算实际Y轴加速度ay。接着执行步骤S26。
[0057]执行步骤S26,利用计算出的加速度计算出角度。利用实际X轴加速度ax和实际Y轴加速度ay计算出X轴角度和Y轴角度。具体包括:通过角度公式计算出X轴角度和Y轴角度;该角度公式为r = as in (a),其中1'为角度,&为加速度<^轴角度^ = 318;[11(31),¥轴角度^ =aysin(ay)。由于加速度计算时消除了固有误差,所以计算出的角度为实际的倾斜角度。
[0058]与船用双轴倾角传感器建立通讯连接时,利用通讯波特率9600bps进行通讯,与船用双轴倾角传感器的电路上的通讯串口连接。通过将船用双轴倾角传感器放置于标准水平面来测得标准输出电压值,以此来消除船用双轴倾角传感器安装后存在的固有误差,这样在计算实际角度时,能够避免固有误差,提高角度的精确度。
[0059]将船用双轴倾角传感器放置于X轴上的Ig位置和-1g位置时,令船用双轴倾角传感器放置于X轴上的Ig位置稳定至少I秒,令船用双轴倾角传感器放置于X轴上的-1g位置至少I秒;将船用双轴倾角传感器放置于Y轴上的Ig位置和-1g位置时,令船用双轴倾角传感器放置于Y轴上的Ig位置稳定至少I秒,令船用双轴倾角传感器放置于Y轴上的-1g位置至少I秒。这样能够确保获取的采样值稳定准确。
[0060]本发明校准方法可以通过如下步骤来实现来消除倾角传感器的固有误差。步骤如下:
[0061]将电路的通讯串口链接到计算机232串口上,在计算机上打开超级终端,设定通讯波特率9600bps。
[0062]将船用双轴倾角传感器放置与标准的水平面上,在超级终端上输入SET_0RG$,让船用双轴倾角传感器记录水平位置,X轴,和Y轴的水平位置Vx-Cirg ,Vy-Cirg,稳定后,在超级终端上输入AUT0_SET$停止水平位置¥\-。:8^-。:8采集,同时启动对父、¥轴最大值最小值的采集。
[0063]将船用双轴倾角传感器放置在X轴Ig的位置稳定IS以上,让船用双轴倾角传感器记录X轴Ig位置的采样值Vx-lg+。将船用双轴倾角传感器放置在X轴-1g的位置稳定IS以上,让船用双轴倾角传感器记录X轴-1g位置的采样值Vx-lg-。用同样的方法可以得到Vy-lg+,和
Vy-lg- ο
[0064]在超级终端上输入SAVE^_VX—org、Vy—org、Vx—lg+、Vx—lg—、Vy—lg+、Vy—lg—的值存入 flash。用于实际的角度计算。
[0065]在超级终端上输入EXIT$,让船用双轴倾角传感器进入实际测量模式。
[0066]实际测量模式的计算步骤如下:
[0067]读取传感器的实际X轴输出Vx,判断Vx与Vx-Cirg的大小,若果Vx>VXfg,说明X轴传感器位于O?+ Ig之间,用<^-'\^-。1^)/'\^-18-计算出实际的1轴加速度31。否则用(\^-'\^-。1^)/Vx-1g+计算出实际的X轴加速度值ax。
[0068]读取传感器实际的Y轴输出Vy,利用上述计算步骤计算出Y轴的加速度ay。
[0069]通过角度公式『=38;[11(3)计算出实际的1轴的角度^ = 318;[11(31)实际的7轴角度ry = aysin(ay)。
[0070]以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明,本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而,实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定,本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种船用双轴倾角传感器的校准方法,其特征在于,包括: 与船用双轴倾角传感器建立通讯连接,所述船用双轴倾角传感器包括垂直设置的X轴倾角传感器和Y轴倾角传感器; 将所述船用双轴倾角传感器放置于标准水平面上,读取并记录水平位置处X轴倾角传感器和Y轴倾角传感器的输出电压以分别形成X轴
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