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基于DSP的水下机器人组合导航系统设计_论文

《 业 控 制 计 算 机 } 0 0年 第 2 工 21 3卷 第 4期  基于 D P的水下机器人组合导航系统设计  S De in o  sg   f AUV I t g a e  Na i t n Sy t m  s d o   P  ne rt d vga i   se Ba e   n DS   o 严  龙  苏永清  ( 同济大学电子信息与工程学院, 上海 2 10 ) 0 84  摘 要  以 实 际科 研 项 目为 背 景 ,研 究 了基 于 D P 单 片 机 主 从 式 双 C U 结 构 的 组 合 导航 系统 ,可 以 兼 顾 导 航 系统 数 据 I   S+ P / O 功能和运算功能, 并且 实现 两者 合 理 的分 配。 单 片 机 实现 外 部 多传 感 器 的 数 据 采 集 , S D P对 所 采 集 的 数 据 进 行 数 据 运 算 和  处理, 同时 采 用 双 口 R AM 共 享数 据 的 方 式 保 证 双 C U 间 高 速 的数 据 通信 。 最后 通 过 跑 车 实验 , 证 了导 航 计 算 机 可 以有  P 验 效 的 融合 多传 感 器的 导 航 信 息 , 到 运 载 体 导 航 定 位 的 精 度 和 性 能要 求 。 达   关键词 : 组合 导航 , S , 片机 , 尔 曼滤 波  DP单 卡 Ab ta t s rc  Ths ape   veops i p r de l  an n e grt d a ga i  s s e  it r a e  n vi t on y t m ba ed s  on  DSP+MCU m a t -sa e ser lv  du  CPU a c t c u ea t   al r hi t r ,t he e ba gr n  ofan ck ou d    ac u l ci t i r e chwhch t a s enic es ar , i  ca  r al e t e un t  o  n vga i  s sem daa IO a  c f n e i   h  f c i z on f a i t on y t t / nd om puig o tn  t  a iv  a ea on l diti t n f h m . che e  r s abe s r i  o t e MCU c  a bu o an cqur te i h  da e r e t  f Om e t r al x e n  mul—s ns r h  t e a  o DSP s o t e o 。 en h  tsk f i t  i t  c om p t   d u e an  prce swhl u ig o s, i e sn  du —por RAM o n r hgh pe d  t   om munc t  bewe  wo al t   t e sue i  s e da a c ia i on t en t  CP Fn l. r ugh U  ial t o yh   an e er e to  un n  c .ns r  h  n vga i   m puerc  u e   xp i n  f r nig ar m e u e t at a i t on co t   an fs  mul-s ns   avg in if m a i   fi enl. t e orn iat  nor t i o on e ci t   y Ke wors: t grt  Navg t   sem , y d l er aed n ia i Sy t on DSP, MCU, l Kaman Fier   l   t 微 小 型 自主 水 下 机 器 人 导 航 方 式 作 为 其 关 键 技 术 之 一 , 成  为 近 些 年来 国 内外 研 究 的热 点 。捷 联 惯 性 导 航 是 最 常 见 和 应 用  基 于单 片 机 的数 据采 集 模块   最 广 泛 的 导航 系统 ,但 单 独 使 用 很 难 满 足水 下 航 行 所 需 的 导 航  精 度 与 定位 要 求 , 靠 提 高 惯 性 传 感 器 的 性 能 来 提 高 的导 航 、 仅 定  位 精 度 是非 常有 限 的 。组 合 导 航 系 统 融 合 不 同类 型 的 导 航 传 感  ii   双通 机讯 [   器 的信 息 , 它 们 优 势 互 补 , 过 卡 尔 曼 滤 波 , 出 系 统 导 航 参  使 经 得 数 的 最 优估 计 , 以获 得 比使 用 单 一 导 航 系统 更 高 的性 能 和 导 航  精 度 。采 用 磁 罗 盘 和 深 度 计 分 别 与 捷 联 惯 导 系统 构成 的 组 合 量  测 值作 为卡 尔 曼 滤 波 的 量 测 值 ,既 可 以用 精 度 高 的子 系 统 的 信  基。的据 模 于s数 算块   运 2 系统 硬 件 设 计  [!  ! j     息 修正 惯 导 误 差 ,又 可 以 用 惯 导 对 动 态 响应 慢 的子 系统 作 补偿   和 校正 , 而综 合 发 挥 各 自优 点 。 从   图 1 组 合 导 航 系 统 总体 设 计框 图    导 航 计 算 机 在 保 证 导 航 运 算 速 度 和 精 度 的 同 时 ,还 要 具 有  丰 富 的外 设 接 口 , 便 与 外 部 多 传 感 器 进 行 数 据 通信 。 方 木文 所 研  2 1 串 口 电路 设 计  . 究 的导 航 计 算 机 采 用 了单 片 机 和 D P 的双 CP 方 案 ,可 以兼  S U 顾 系统 数 据 IO 功 能 和 运 算 功 能 , 现 两 者 合 理 的分 配 , 时保  /

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