美國Fairchild仙童導航傳感器的詳細資料:
美國Fairchild仙童導航傳感器
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,導航技術(shù)應(yīng)用于越來越多的領(lǐng)域。與此同時,導航傳感器需要具有著高精度、結(jié)構(gòu)簡單、低成本等特點。美國仙童設(shè)計了一個能夠同時輸出方向信息和位置信息的、結(jié)構(gòu)簡單、成本較低的仿生導航傳感器。此傳感器通過天空偏振光信息得到方向信息,通過GPS接收器得到位置信息。
美國Fairchild仙童導航傳感器
生物學家發(fā)現(xiàn)某些昆蟲,如沙蟻、蜜蜂等能夠利用天空偏振光進行導航,并且給出了這些昆蟲復眼導航的生物結(jié)構(gòu)原理。本文在前人的工作基礎(chǔ)上,對已有的仿生偏振光傳感器樣機進行改進和完善,設(shè)計了仿生偏振光導航傳感器。然后,采用小波去噪方法對傳感器輸出信號進行濾波,用zui小二乘法和zui小二乘向量機法補償了傳感器固有誤差,經(jīng)過濾波和誤差補償后,傳感器精度明顯提高。室外進行的傳感器測試實驗結(jié)果表明傳感器輸出穩(wěn)定、*累積,可以進一步應(yīng)用于導航系統(tǒng)中。本文主要內(nèi)容如下(1)分析了天空偏振光分布模式和沙蟻導航的原理,給出傳感器導航原理。通過圖片和公式,說明了在原仿生偏振光傳感器樣機導航角計算方法上的改進。(2)介紹傳感器電路部分硬件和軟件實現(xiàn)方法,共分為五個模塊:電源管理模塊、偏振光檢測及AD轉(zhuǎn)換模塊、GPS信號接收模塊、系統(tǒng)控制計算模塊和網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。重點說明在傳感器樣機基礎(chǔ)上重新設(shè)計的電源管理模塊和GPS信號接收模塊。(3)采用搭建的傳感測試平臺測試傳感器誤差,然后說明了小波去噪過程和傳感器誤差補償過程,并給出傳感器室內(nèi)補償后的精度。(4)分析了天空偏振光偏振度變化對傳感器測量精度的影響,在室外測試了傳感器輸出導航角的誤差。針對研制仿生導航微傳感器的需要,設(shè)計并且搭建了偏振導航傳感器實驗?zāi)P汀7治隽朔律鷮Ш絺鞲衅鞴ぷ鞯脑恚瑯?gòu)建了傳感器模型實驗平臺和光學標定裝置。利用光學標定裝置對導航傳感器進行了暗場標定、均勻非偏振光標定。進行了導航定位角度輸出實驗,獲得了導航傳感器三個偏振方向分析器標準化輸出曲線。測試結(jié)果表明這種新型傳感器的設(shè)計是合理有效的。
美國Fairchild仙童導航傳感器
組合導航系統(tǒng)中的多種導航傳感器為整個系統(tǒng)性能的提高,提供了多余度,高可靠性的導航信息源。多種信息的融合對組合導航計算機,系統(tǒng)的硬件、軟件接口界面,以及導航信息的顯示與告譬方式都提出了新的要求。
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