專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于加速度傳感器的陀螺儀及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陀螺儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于加速度傳感器的陀螺儀及定位方法。
背景技術(shù)：
陀螺儀技術(shù)經(jīng)歷了相當(dāng)一段時(shí)間的發(fā)展，傳統(tǒng)的陀螺儀具有高速旋轉(zhuǎn)的剛體轉(zhuǎn)子，依靠自身的性能可以捕獲自身的姿態(tài)。陀螺儀最早是用于航海導(dǎo)航，后來(lái)在航空和航天事業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用。目前市場(chǎng)上的各種陀螺儀都是利用運(yùn)動(dòng)物體高速旋轉(zhuǎn)時(shí)強(qiáng)大的角動(dòng)量使旋轉(zhuǎn)軸一直穩(wěn)定指向一個(gè)方向的基本原理所制造出來(lái)的定向儀器，其核心要求剛體繞對(duì)稱(chēng)軸高速運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)，因而利用這種原理制造的陀螺儀都存在由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)原因所造成的能耗較大、制作復(fù)雜且成本較高的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于加速度傳感器的陀螺儀及定位方法，不依賴(lài)于高速旋轉(zhuǎn)或高速擺動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)物體，降低能耗和制作成本。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種基于加速度傳感器的陀螺儀，包括剛體轉(zhuǎn)子和固定于剛體轉(zhuǎn)子內(nèi)部且沿其自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置的至少兩個(gè)加速度傳感器。其中，所述加速度傳感器為二維加速度傳感器或者三維加速度傳感器。其中，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有兩個(gè)加速度傳感器，且所述兩個(gè)加速度傳感器沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置或者沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。其中，所述沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有三個(gè)加速度傳感器，其中，加速度傳感器A和加速度傳感器B沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置，加速度傳感器A和加速度傳感器C沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。一種基于加速度傳感器的定位方法，包括步驟
在剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸的垂直方向上放置至少兩個(gè)加速度傳感器； 在剛體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，采集所述各加速度傳感器的加速度測(cè)量值，根據(jù)加速度測(cè)量值計(jì)算得出剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)狀態(tài)。其中，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有兩個(gè)加速度傳感器，且此兩個(gè)加速度傳感器沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置或者沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。其中，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有三個(gè)加速度傳感器，其中，加速度傳感器A和加速度傳感器B沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置，加速度傳感器A和加速度傳感器C沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。其中，在沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置三個(gè)三維的加速度傳感器時(shí)，所述根據(jù)加速度測(cè)量值計(jì)算得出剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程進(jìn)一步包括分別讀取加速度傳感器A、加速度傳感器B和加速度傳感器C在X、Y、Z三個(gè)方向的讀數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于加速度傳感器的陀螺儀，其特征在于，包括剛體轉(zhuǎn)子和固定于剛體轉(zhuǎn)子內(nèi)部且沿其自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置的至少兩個(gè)加速度傳感器。
2.如權(quán)利要求1所述的陀螺儀，其特征在于，所述加速度傳感器為二維加速度傳感器或者三維加速度傳感器。
3.如權(quán)利要求2所述的陀螺儀，其特征在于，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有兩個(gè)加速度傳感器，且所述兩個(gè)加速度傳感器沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置或者沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。
4.如權(quán)利要求2所述的陀螺儀，其特征在于，所述沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有三個(gè)加速度傳感器，其中，加速度傳感器A和加速度傳感器B沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置，加速度傳感器A和加速度傳感器C沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。
5.一種基于加速度傳感器的定位方法，其特征在于，該方法包括步驟在剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸的垂直方向上放置至少兩個(gè)加速度傳感器；在剛體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，采集所述各加速度傳感器的加速度測(cè)量值，根據(jù)加速度測(cè)量值計(jì)算得出剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求5所述的定位方法，其特征在于，該方法中，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有兩個(gè)加速度傳感器，且此兩個(gè)加速度傳感器沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置或者沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。
7.如權(quán)利要求5所述的定位方法，其特征在于，該方法中，沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置有三個(gè)加速度傳感器，其中，加速度傳感器A和加速度傳感器B沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的徑向方向放置，加速度傳感器A和加速度傳感器C沿剛體轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向的切向方向放置。
8.如權(quán)利要求7所述的定位方法，其特征在于，在沿剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置三個(gè)三維的加速度傳感器時(shí)，所述根據(jù)加速度測(cè)量值計(jì)算得出剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)狀態(tài)的過(guò)程進(jìn)一步包括分別讀取加速度傳感器A、加速度傳感器B和加速度傳感器C在X、Y、Z三個(gè)方向的讀數(shù)
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于加速度傳感器的陀螺儀及定位方法，所述陀螺儀包括剛體轉(zhuǎn)子和固定于剛體轉(zhuǎn)子內(nèi)部且沿其自轉(zhuǎn)軸垂直方向上放置的至少兩個(gè)加速度傳感器。所述定位方法包括步驟在剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)軸的垂直方向上放置至少兩個(gè)加速度傳感器；在剛體轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，采集所述各加速度傳感器的加速度測(cè)量值，根據(jù)加速度測(cè)量值計(jì)算得出剛體轉(zhuǎn)子的自轉(zhuǎn)狀態(tài)。采用本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的陀螺儀不依賴(lài)于高速旋轉(zhuǎn)或高速擺動(dòng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)物體，易于實(shí)現(xiàn)且具有低成本低功耗等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C21/12GK102435181SQ20111033891
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者趙小林 申請(qǐng)人:深圳市中興移動(dòng)通信有限公司