一种关联气象数据的imu数据采集处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据分析技术领域，尤其涉及一种关联气象数据的IMU数据采集处理系统。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，电磁技术的应用层出不穷，如车辆、飞机、机器人等。为了保证使用安全，一般采用了电磁技术的工具在使用过程中都要进行实时检测，尤其是车辆飞机这一类载人载物工具，其安全性能更是被高度关注。目前，在车辆飞机姿态动作检测方面，主要采用IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)，集合其历史运动轨迹和形体特征进行运动分析，以便进行安全驾驶。但是，目前的IMU数据采集方面还没有应用在人工降雨数据采集方面。目前人工降雨都是根据实际天气情况观察后调整设备作业;这就无法准确记录炮弹发射的方位角、仰角以及单次作业的用弹量和发射后安全界限问题;此发明就是解决这一问题。
【发明内容】
[0003]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种关联气象数据的IMU数据采集处理系统。
[0004]本发明提出的一种关联气象数据的MU数据采集处理系统，包括:MU数据采集处理模块、通讯模块、信号处理模块和锂电电源模块；
[0005]頂U数据处理模块用于采集頂U数据并进行运算处理JMU数据包括方位角、仰角、气压高度以及瞬间加速度；
[0006]通讯模块通过信号处理模块与頂U数据处理模块连接;信号处理模块用于将MU数据处理模块发送的数据处理后通过通讯模块发送出去，并用于将通讯模块发送的数据处理后传输给頂U数据处理模块；
[0007]电源模块用于为頂U数据处理模块、通讯模块和信号处理模块供电。
[0008]优选地JMU数据处理模块包括处理器、三轴陀螺仪、三轴加速度器、气压高度计和地磁传感器;三轴陀螺仪用于检测方位角和仰角，三轴加速度器用于检测瞬间加速度，气压高度计用于检测气压高度，处理器分别与三轴陀螺仪、三轴加速度器、气压高度计和地磁传感器连接以接收检测数据并进行运算处理。
[0009]优选地，处理器采用四元数法和卡尔曼滤波器算法对三轴陀螺仪、三轴加速度器和地磁传感器的检测数据进行处理，计算出水平航向角、三轴翻滚角、俯仰角以及三轴中各轴的加速度，并根据预设时间内的瞬间加速度的变化率突变次数计算动作次数。
[0010]优选地，三轴陀螺仪和三轴加速度器集成为一体，并采用頂PU6050。
[0011]优选地，气压高度计采用BMP180。
[0012]优选地，地磁传感器采用三轴地磁传感器，其型号为HMC5883。
[0013]优选地，通讯模块采用无线通讯模块。
[0014]优选地，信号处理模块分别通过异步收发器连接MU数据采集处理模块和通讯模块连接。
[0015]优选地，电源模块由主控芯片、锂电池接口、LED指示单元、稳压单元和锂电池保护单元组成，锂电池接口、LED指示单元、稳压单元和锂电池保护单元分别连接在主控芯片外周，锂电池接口用于安装锂电池，LED指示单元包括不少于一个用于指示锂电池电量的LED灯，稳压单元和锂电池保护单元均与锂电池接口连接。
[0016]优选地，LED指示单元由四个LED灯组成。
[0017]本发明提供的关联气象数据的頂U数据采集处理系统，在采集不仅采集方位角、仰角和瞬间加速度等传统的MU数据，还采集气压高度，如此，可根据不同的气压高度对采集到的方位角、仰角和瞬间加速度等进行分析，可避免不同的气象气压状态导致的IMU数据分析的误差，有利于结合气象气压对车辆飞机等行驶工件实时动态的精确分析，进一步为驾驶员提供行驶工具驾驶动作参考，保证驾驶安全。本发明可以应用在飞行器、车辆、机器人等和方向以及姿态相关的检测领域，可实施精确的掌握检测目标的当前动作。
[0018]此外，本发明提供的关联气象数据的MU数据采集处理系统还可以用于人工降雨设备，以便统计人工降雨设备发射炮弹的数量、方位角等，然后根据本发明采集的数据，即可对炮弹运动轨迹进行判断，从而提高人工降雨的精确性。
【附图说明】
[0019]图1为本发明提出的一种关联气象数据的頂U数据采集处理系统拓扑图；
[0020]图2为頂U数据处理模块电路图；
[0021]图3为发明提出的一种关联气象数据的頂U数据采集处理系统电源模块电路图。
【具体实施方式】
[0022]参照图1，本发明提出的一种关联气象数据的MU数据采集处理系统，包括:頂U数据采集处理模块、通讯模块、信号处理模块和电源模块。
[0023]参照图2，MU数据处理模块包括处理器、三轴陀螺仪、三轴加速度器、气压高度计和地磁传感器。本发明中，三轴陀螺仪和三轴加速度器集成为一体，并采用頂PU6050，其用于检测方位角、仰角和瞬间加速度。气压高度计采用BMP180，其用于检测气压高度值。地磁传感器采用三轴地磁传感器HMC5883，其用于检测目标的实时状态。
[0024]处理器采用微处理器M⑶，其分别通过I2C总线与三轴陀螺仪、三轴加速度器、气压高度计和地磁传感器连接，并接收頂PU6050三轴陀螺仪三轴加速度器、BMP180气压高度计和HMC5883地磁传感器连接采集来的数据。
[0025]处理器采用四元数法和卡尔曼滤波器算法对三轴陀螺仪、三轴加速度器和地磁传感器的检测数据进行处理，计算出水平航向角、三轴翻滚角、俯仰角以及XYZ各轴的加速度。本发明中的三轴，指的是立体坐标系中XYZ轴。处理器根据预设时间内的瞬间加速度的变化率突变分析有无突然动作，若瞬间加速度的变化率突变即记为动作一次，即瞬间加速度的变化率突变次数等于动作次数。四元数法和卡尔曼滤波器算法的采用，有利于保证计算的准确