基于惯性导航的卸料小车定位系统研究

发布时间：2017-08-25 01:09

  本文关键词：基于惯性导航的卸料小车定位系统研究

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【摘要】：目前,矿厂卸料小车的定位技术由于料厂恶劣的环境,很难找到一种工作够可靠、检测够准确、够经久耐用的系统。鉴于微型惯性导航定位技术能够完全不受外界干扰的特性及近来的迅猛发展,惯性导航定位系统设计了一种新的矿厂卸料小车位置推算定位装置,既基于惯性导航的卸料小车定位系统。该系统具有结构简单、占空间少、环保节能、维护方便等优势,在实现卸料车定位领域具有重要的参考与应用价值。依靠惯性导航算法改进了卸料小车定位系统,主要研究以下几个方面的内容:1)研究了惯性导航定位系统的模块组成及其工作原理,在此基础上完成了惯性导航卸料车定位系统整体框架的设计,实现对卸料车的位置检测。为了获取的加速度信息进行积分运算的过程中降低系统的漂移,提出了基于相对加速度的积分算法;同时对单片机的编程操作实现对卸料小车位置的自动化控制,能够精准操控配料小车运动到指定位置进行配卸料。2)根据加速度计MMA2260EG的设计结构并结合实际运行情况及设备相互关联性完成硬件设备的设计选型及各部分外围电路、输出信号电路等的设计,并搭建硬件系统。3)惯性定位装置完成了对信号的采集和处理,通过设计系统的理论算法、硬件组件,开发了相匹配的软件系统。同时为了优化系统的定位准确度,设定了加速度的阈值和传感器的静态输出值。4)在后期,通过实验完成对定位装置的调试,并对系统一维线性运动的测试结果进行分析,使定位装置所得的卸料车行驶距离数据达到了稳定、准确的标准,总结惯性定位系统设计工作的经验与不足,有针对性地提出了可深入研究改进的设计环节。
【关键词】：惯性定位技术 加速度计 STM32F103VET6 加速度积分
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD63
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-15
• 1.1 位置检测技术的研究现状9-12
• 1.1.1 位置检测技术与应用现状9-10
• 1.1.2 位置检测的方法简介10-11
• 1.1.3 位置检测方法的比较11-12
• 1.2 课题研究的意义12-13
• 1.3 课题研究的主要内容13-14
• 1.4 本章小结14-15
• 第2章 惯性定位系统原理与结构15-23
• 2.1 惯性定位系统简介15
• 2.2 惯性定位系统原理15-17
• 2.3 惯性定位系统架构17-19
• 2.4 积累误差补偿方案19-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 惯性定位系统的硬件设计23-41
• 3.1 系统总体结构23
• 3.2 主要器件选型及工作原理23-39
• 3.2.1 加速器计模块23-25
• 3.2.2 数据转换、处理模块25-26
• 3.2.3 带通滤波器的设计26-37
• 3.2.4 通信模块37-38
• 3.2.5 接近开关模块38
• 3.2.6 传感器数据的读取38-39
• 3.3 硬件系统的调试39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第4章 惯性定位系统的软件设计41-53
• 4.1 软件的需求分析41
• 4.2 软件的模块划分41-42
• 4.3 软件的流程42-44
• 4.4 软件的实现44-52
• 4.4.1 数据的存储结构44-46
• 4.4.2 初始化设置46-49
• 4.4.3 算法的设计与实时处理49-50
• 4.4.4 软件的时钟设置50-51
• 4.4.5 软件的实时显示功能51-52
• 4.5 本章小结52-53
• 第5章 定位测试实验53-58
• 5.1 跑车轨道的搭建53-54
• 5.2 测试实验54-57
• 5.2.1 单次变加速运动实验54-56
• 5.2.2 多次变加速运动实验56-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 开发总结与展望58-60
• 6.1 开发总结58
• 6.2 展望58-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 导师简介64-65
• 作者简介65-66
• 学位论文数据集66

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