MEMS技术在车载导航中的应用.pdf

《MEMS技术在车载导航中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2010年第29卷第12期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)1317＼、应用技术。‘MEMS技术在车载导航中的应用刘泽，黎福海，肖祥慧，程栋(湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：基于MEMS技术，对由加速度计、磁场计和倾角传感器构成的车载导航仪进行了理论分析，对系统信息融合和软硬件设计进行了研究。在嵌入式平台上实现了组合导航系统，实时提供车载体的姿态、速度和位置信息，满足导航需求。通过实验对导航系统的可靠性和稳定性进行了分析研究，得出导航系统精度与误差满足车载体导航要求的结论。关键词：微机电系统；加速度计；磁场计；

2、倾角传感器；导航中图分类号：TP217文献标识码：A文章编号：1000-9787(2010)12-0131-03ApplicationofMEMStechnologyinvehiclenavigationLIUZe，LIFu-hai，XIAOXiang-hui，CHENGDong(SchoolofElectricandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Theoreticalanalysisonthenavigatorwhichisconstitutedofaccelerometer，ma

3、gnetometer，tilt—sensorbasedonMEMStechnologyandresearchofsysteminformationfusion，hardwaredesignandsoftwaredesignwerecarriedout．Thenavigationsystemrealizedontheembeddedsystemcanprovidereal—timeattitude，speed，positionofthevehiclewhichsatisfynavigationneed．Byexperiments，thereliabilityandstabilityofthe

4、systemwereverified．Theconclusionshowsthattheprecisionanderrorofthesystemmeetthedemandofthevehiclenavigation．Keywords：MEMS；accelerometer；magnetometer；tiltsensor；navigation0引言专家的广泛关注。全球定位系统(globalpositioningandnavigationsystem，考虑到上述系统各自的优缺点，采用MEMS器件搭建GPS)具有精度高、成本低、易于维护等优点，因此，在车辆一种新型导航单元，运用新型滤波融合技术将G

5、PS和导航中得到广泛应用。但其缺点是必须接收到至少4颗卫MEMS导航单元信息组合，得到GPS／MEMS组合导航系星信号才能进行定位。特别是当车辆行驶在高楼区、隧道、统，既保证导航定位精度又增强可靠性。山区、林区等地区时，由于卫星信号受到遮挡极其容易造成1MEMS导航系统组成与信息融合信号失锁，导致定位精度变差。此外，GPS接收机容易受到MEMS导航系统包含加速度计、倾角传感器和磁场计。外界信号干扰无法正常工作。因此，单纯依靠GPS进行车加速度计与倾角传感器为惯性测量单元(IMU)，实现惯性辆导航定位，很难保证车辆的定位精度和可靠性。导航，磁场计实现电子罗盘(EC)功能，辅助航向与姿态测惯性

6、导航系统(inertialnavigationsystem，INS)是一种量。多加速度计在空间按图l编排，由哥氏定理可推导出自助式导航系统，其优点是仅依靠本身就可以进行三维空载体在三轴方向的角速度和三轴方向上的加速度。测间定位导航，而且，可以跟踪载体的任何机动运动，抗干扰量过程中加速度计时刻受地球引力的影响，坐标平行的加能力强。但缺点是价格高、体积大，且导航误差随时间积速度计受地球引力影响相同，角速度与平行轴上的加速度累，因而其应用领域大受限制。近年来，随着微机电系统计差成正比，所以，三轴方向上的角速度不受重力影响。导(micro—electro—mechanicalsystems，MEM

7、S)迅速发展，微型惯航所需的三轴加速度受重力影响部分利用倾角传感器测量性测量元件以其低成本、体积小、重量轻、功耗低、寿命长、信息通过计算消除。可靠性高和环境适应能力强等诸多优点，引起了技术领域为获取高精度、连续可靠的导航信息，采用联邦卡尔曼收稿日期：2010-04-09基金项目：国家自然科学基金资助项目(60775047)132传感器与微系统第29卷JIZ尘，A6十A-／／A．图1多加速度计空间编排Fig1Spatial