基于FPGA的组合导航系统

嵌入式系统 时间:2017-06-03来源:网络

项目背景及可行性分析

1.项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况

项目名称: 基于FPGA的组合导航系统

项目的主要内容及目前的进展情况:本项目主要研究基于MicoBlaze导航处理器的组合导航的作用原理及其实现。目前已经完成大部分软件程序的编制,现已完成外围电路模块的研制工作。

2.项目关键技术及创新点的论述;

(1) 采用低成本MEMS加速度计和陀螺仪设计惯导单元。

(2) 引入3轴磁阻传感器解决惯导单元的初始对准问题。

(3) 采用GPS+IMU+COMPASS的结构来设计自主导航系统。

(4) 多传感器冗余技术,满足多种需要。

(5) 采用气压计获得高度信息。

(6) 基于MEMS惯性器件的初始对准。

(7) 采用Labview设计系统演示界面。

3.技术成熟性和可靠性论述:

微型惯性传感器与传统的惯性传感器相比,具有体积小,重量轻,成本低,功耗低,可靠性高和寿命长等优势。在车辆导航和控制,机器人,无人机导航,武器制导等领域有着广阔的应用前景。然而目前其精度还比较低,导致其应用受到一定的限制。GPS接收机与微型惯性测量单元的结合可以取长补短,大大提高输出数据更新率,防止导航定位误差随时间积累,并且提高了可靠性和抗干扰能力,为低成本,轻小型导航与制导系统提供了一个非常有吸引力的方案,成为设计者的最佳选择,也是目前导航定位技术发展的主要方向之一。

目前购买一套国外的低成本的组合导航装置的价钱也在10万元以上,为了降低成本使导航装置更加符合车辆等民用场合的导航。我们采用ADI的低成本的加速度计和陀螺仪利用PowerPc处理器设计了一个完备的导航系统。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

2.需要的开发平台

经过详细的分析论证本方案采用Spartan-3E开发平台进行设计完全可以满足系统的需求。

3.方案实施过程中需要开发的模块

本方案中需要研制惯性导航单元,主要包括电子罗盘模块,压力计模块,加速度模块,陀螺仪模块和温度模块。以上模块都采用自己购买相应元器件进行开发的方式进行。

4.系统最终要达到的性能指标

论述本项目最终完成时所设想达到的目标。

本方案最终要达到一下目标

精确而实时位置坐标。

不受动态学影响的高精度航向角。

经气压高度表校正后的精确海拔高度。

精确的沿着3个轴向的速率和加速度。

精确的3个轴向角速度。

需要的其它资源

1.设计输入输出功能子板

子版采用SPI接口与主板通信,输出口采用主板上的串行口进行输出。

2.测试设备

测试设备目前仅有万用表、示波器这两个设备。

3.方针、开发工具

ISE,Embedded Development Kit (EDK) and Platform Studio,modsim。

关键词: 导航 FPGA

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