技术领域
[0001] 本实用新型属于微惯性航姿装置技术领域，尤其是涉及一种载体姿态检测装置。
背景技术
[0002] 载体在运动过程中载体的姿态处于不断变化之中，因此需要对载体的姿态进行实时检测，以使载体的运行满足行驶要求，提高载体运行的安全性，但是现有的载体姿态检测装置还存在一些缺点：
[0003] 首先，现有载体姿态装置中载体的
偏航角检测采用的是GPS模
块，但是GPS模块对空视要求较高，极易受到阴影遮挡或者干扰影响，以使载体在行驶过程中会存在无法得到GPS
信号或者GPS信号受到干扰情况，从而造成载体偏航角获取间断；
[0004] 其次，现有载体姿态装置中搭载锂
电池进行供电，但是随着载体的连续航行，使得锂电池电量消耗较快，从而不能保证姿态检测装置的持续长时间工作；
[0005] 另外，现有载体姿态装置中采用的是激光陀螺和光纤陀螺，但是其成本较高。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理的载体姿态检测装置，采用微机械陀螺，成本较低，设置微机械陀螺和三轴
加速度计以获取载体的
横滚角和
俯仰角，另外设置磁航向
传感器和GPS模块配合，以使无法得到GPS信号或者GPS信号受到干扰情况，采用磁航向传感器获取偏航角，从而便于实时获取载体的姿态信息。实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种载体姿态检测装置，其结构简单、设计合理，采用微机械陀螺，成本较低，设置微机械陀螺和三轴加速度计以获取载体的横滚角和俯仰角，另外设置磁航向传感器和GPS模块配合，以使无法得到GPS信号或者GPS信号受到干扰情况，采用磁航向传感器获取偏航角，从而便于实时获取载体的姿态信息，实用性强。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种载体姿态检测装置，其特征在于：包括安装在载体顶部外的
太阳能电池板、与
太阳能电池板连接的电源模块和设置在载体内的
电子线路板，所述电子线路板上集成有微
控制器和用于检测载体姿态的姿态检测模块，以及与
微控制器相接的时钟模块，所述姿态检测模块包括用于检测载体X轴方向
角速度的第一微机械陀螺模块、用于检测载体Y轴方向角速度的第二微机械陀螺模块和用于检测载体Z轴方向角速度的第三微机械陀螺模块，以及用于检测载体加速度的三轴加速度计、用于检测载体
磁场大小的磁航向传感器和用于检测载体偏航角的GPS模块，所述GPS模块包括依次连接的GPS天线、GPS接收器和串口扩展模块，所述第一微机械陀螺模块、第二微机械陀螺模块、第三微机械陀螺模块、三轴加速度计和磁航向传感器的输出端均与微控制器的输入端相接，所述串口扩展模块与微控制器相接所述微控制器为STM32F405VGT6微控制器。
[0008] 上述的一种载体姿态检测装置，其特征在于：所述第一微机械陀螺模块包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U1，所述陀螺芯片U1的第1引脚与微控制器的PC0引脚相接；所述陀螺芯片U1的第2引脚与微控制器的PC1引脚相接；所述陀螺芯片U1的第3引脚通过电容C4接地；所述陀螺芯片U1的第4引脚和第5引脚均接地；所述陀螺芯片U1的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C6与电容C7接地，另一路通过
电阻R1接3.3V电源；所述陀螺芯片U1的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C1与电容C2接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U1的第9引脚与微控制器的PC3引脚相接，所述陀螺芯片U1的第10引脚与微控制器的PC12引脚相接；
[0009] 所述第二微机械陀螺模块包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U4，所述陀螺芯片U4的第1引脚与微控制器的PC4引脚相接，所述陀螺芯片U4的第2引脚与微控制器的PC5引脚相接，所述陀螺芯片U4的第3引脚通过电容C19接地；所述陀螺芯片U4的第4引脚和第5引脚均接地；所述陀螺芯片U4的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C20与电容C21接地，另一路通过电阻R3接3.3V电源；所述陀螺芯片U4的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C14与电容C15接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U4的第9引脚与微控制器的PC7引脚相接；所述陀螺芯片U4的第10引脚与微控制器的PC6引脚相接；
[0010] 所述第三微机械陀螺模块包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U5，所述陀螺芯片U5的第1引脚与微控制器的PC8引脚相接，所述陀螺芯片U5的第2引脚与微控制器的PC9引脚相接，所述陀螺芯片U5的第3引脚通过电容C25接地；所述陀螺芯片U5的第4引脚和第5引脚接地；所述陀螺芯片U5的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C26与电容C27接地，另一路通过电阻R4接3.3V电源；所述陀螺芯片U5的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C23与电容C24接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U5的第9引脚与微控制器的PC11引脚相接；所述陀螺芯片U5的第10引脚与微控制器的PC10引脚相接。
[0011] 上述的一种载体姿态检测装置，其特征在于：所述三轴加速度计包括芯片ADXL355,所述芯片ADXL355的第1引脚与微控制器的PD0引脚相接，所述芯片ADXL355的第2引脚与微控制器的PD1引脚相接，所述芯片ADXL355的第3引脚与微控制器的PD2引脚相接，所述芯片ADXL355的第4引脚与微控制器的PD3引脚相接，所述芯片ADXL355的第5引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路与并联的电容C18和电容C22的一端相接；所述芯片ADXL355的第6引脚分两路，一路与并联的电容C18和电容C22的另一端相接，另一路接地；所述芯片ADXL355的第8引脚通过并联的电容C10和电容C11接地，所述芯片ADXL355的第9引脚接地，所述芯片ADXL355的第10引脚通过并联的电容C8和电容C9接地；所述芯片ADXL355的第11引脚分两路，一路通过并联的电容C3和电容C5接地，另一路与3.3V电源相接；所述芯片ADXL355的第12引脚、第13引脚和第14引脚分别与微控制器的PD6引脚、PD5引脚和PD4引脚相接；
[0012] 所述磁航向传感器为三轴
磁阻传感器HMC5883L，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第1引脚分两路，一路与微控制器的PF1引脚相接，另一路与电阻R6一端相接；所述电阻R6的另一端分三路，一路接3.3V电源，另一路与电阻R5的一端相接，第三路与三轴磁阻传感器HMC5883L的第13引脚相接；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第2引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路通过电容C32接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第4引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路通过电容C29接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第8引脚与电容C35的一端相接，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第9引脚接地，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第10引脚通过电容C28接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第11引脚接地，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第12引脚与电容C35的另一端相接，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第16引脚分两路，一路与微控制器的PF0引脚相接，另一路与电阻R5的另一端相接。
[0013] 上述的一种载体姿态检测装置，其特征在于：所述电源模块包括与
太阳能电池板输出依次连接的太阳能充电保护
电路、可充电电池和
电压转换模块，所述电压转换模块包括12V转5V电压转换模块和5V转3.3V电压转换模块；
[0014] 所述太阳能充电保护电路包括芯片MAX1771，所述芯片MAX1771的第1引脚与PMOS管的栅极相接，所述芯片MAX1771的第2引脚分六路，第一路经并联的电容C41和电容C42接地，第二路经电阻R9与滑动电阻R12的一个固定端相接，第三路经电容C40与滑动电阻R12的滑动端相接，第四路与稳压管D2的
阴极相接，第五路输出12V电源，第六路与二端
接口JP1的一端相接；所述滑动电阻R12的另一固定端通过电阻R13接地；所述二端接口JP1的另一端接地；所述芯片MAX1771的第3引脚与滑动电阻R12的滑动端和电容C40的连接端相接，所述芯片MAX1771的第4引脚通过电容C43接地，所述芯片MAX1771的第5引脚、第6引脚和第7引脚均接地，所述芯片MAX1771的第8引脚分两路，一路通过电阻R8接地，另一路与PMOS管的源极相接；所述PMOS管的漏极分两路，一路与稳压管D2的
阳极相接，另一路与电感L1的一端相接；所述电感L1的另一端分两路，一路经电容C39接地，另一路与二端接口JP2一端相接；所述二端接口JP2另一端接地；
[0015] 所述二端接口JP2的一端供太阳能电池板的正输出端插接，所述二端接口JP1的另一端供太阳能电池板的负输出端插接，所述二端接口JP1的一端供可充电电池的正极插接，所述二端接口JP1的另一端供可充电电池的负极插接；
[0016] 所述12V转5V电压转换模块包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源相接，另一路通过并联的电容C12和电容C16接地，所述芯片LM7805的GND引脚接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分三路，一路经并联的电容C13和电容C17接地，另一路经电阻R2与发光
二极管LED1的阳极相接，第三路为5V电源输出端；所述
发光二极管LED1的阴极接地；
[0017] 所述5V转3.3V电压转换模块包括芯片LM1117-3.3V，所述芯片LM1117-3.3V的Vin引脚分两路，一路与5V电源相接，另一路通过并联的电容C30和电容C33接地，所述芯片LM1117-3.3V的GND引脚接地，所述芯片LM1117-3.3V的Vout引脚分三路，一路经并联的电容C31和电容C34接地，另一路经电阻R7与发光二极管LED2的阳极相接，第三路为3.3V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。
[0018] 上述的一种载体姿态检测装置，其特征在于：所述GPS天线为天线E1，所述GPS接收器为iTrax02GPS接收器，所述串口扩展模块包括芯片GM8125，所述天线E1与iTrax02GPS接收器的RFIN引脚相接，所述iTrax02GPS接收器的RXD1引脚与芯片GM8125的TXD1引脚相接，所述iTrax02GPS接收器的TXD1引脚与芯片GM8125的RXD1引脚相接，所述芯片GM8125的SRADD0-2引脚、STADD0-2引脚、TXD0引脚、RXD0引脚、RST引脚和MS引脚分别与微控制器的PE2引脚、PE3引脚、PH6引脚、PC2引脚、PE4引脚和PE5引脚相接。
[0019] 上述的一种载体姿态检测装置，其特征在于：所述时钟模块包括芯片PCF8563，所述芯片PCF8563的第1引脚分两路，一路与晶振Y1的一端相接，另一路通过电容C36接地；所述芯片PCF8563的第2引脚分两路，一路与晶振Y1的另一端相接，另一路通过电容C37接地；所述芯片PCF8563的第4引脚接地，所述芯片PCF8563的第5引脚分两路，一路通过电阻R11接
5V电源，另一路与微控制器的PD7引脚相接；所述芯片PCF8563的第6引脚分两路，一路通过电阻R10接5V电源，另一路与微控制器的PD8引脚相接；所述芯片PCF8563的第7引脚分两路，一路通过电阻R15接5V电源，另一路与微控制器的PD9引脚相接；所述芯片PCF8563的第8引脚分两路，一路通过电容C38接地，另一路与二极管D1的阴极相接，所述二极管D1的阳极接
5V电源。
[0020] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0021] 1、所采用的载体姿态检测装置中采用微机械陀螺，且包括第一微机械陀螺模块、第二微机械陀螺模块和第三微机械陀螺模块分别对载体在X轴方向角速度、Y轴方向角速度和Z轴方向角速度进行检测，并发送至微控制器，实现载体的俯仰角、载体的横滚角和载体的偏航角的检测，避免设置激光陀螺和光纤陀螺，成本较高。
[0022] 2、所采用的载体姿态检测装置中设置三轴加速度计，实现载体的俯仰角和载体的横滚角，将三轴加速度计和微机械陀螺获取的俯仰角和横滚角进行均值处理互补，实现载体的俯仰角和载体的横滚角准确检测，一方面避免微机械存在零偏会造成测量值随时间变化较大，另一方面避免三轴加速度计易受到外部机械振动的干扰而减少载体的俯仰角和载体的横滚角获取的误差。
[0023] 3、所采用的载体姿态检测装置中设置GPS模块对载体的偏航角进行检测，将GPS模块和微机械陀螺获取的偏航角进行均值处理互补，实现载体的偏航角准确检测，一方面避免微机械存在零偏会造成测量值随时间变化较大，另一方面避免当载体产生大范围内移动的时候(即准确获取GPS信号或无GPS
干扰信号时)才有效准确而减少载体的偏航角获取的误差。
[0024] 4、所采用的载体姿态检测装置中设置磁航向传感器，是为了能有效地适应在GPS模块在阴影区域无法获取GPS信号时，通过磁航向传感器获取的偏航角和微机械陀螺获取的偏航角进行均值处理互补，仍能准确得到偏航角的检测。
[0025] 综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，采用微机械陀螺，成本较低，设置微机械陀螺和三轴加速度计以获取载体的横滚角和俯仰角，另外设置磁航向传感器和GPS模块配合，以使无法得到GPS信号或者GPS信号受到干扰情况，采用磁航向传感器获取偏航角，从而便于实时获取载体的姿态信息，实用性强。
[0026] 下面通过
附图和
实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0027] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0029] 图3为本实用新型第一微机械陀螺模块的电路原理图。
[0030] 图4为本实用新型第二微机械陀螺模块的电路原理图。
[0031] 图5为本实用新型第三微机械陀螺模块的电路原理图。
[0032] 图6为本实用新型三轴加速度计的电路原理图。
[0033] 图7为本实用新型磁航向传感器的电路原理图。
[0034] 图8为本实用新型太阳能充电保护电路与电源模块连接的电路原理图。
[0035] 图9为本实用新型12V转5V电压转换模块的电路原理图。
[0036] 图10为本实用新型5V转3.3V电压转换模块的电路原理图。
[0037] 图11为本实用新型GPS天线、GPS接收器和串口扩展模块的电路原理图。
[0038] 图12为本实用新型时钟模块的电路原理图。
[0039] 附图标记说明:
[0040] 1—微控制器； 2—第一微机械陀螺模块；
[0041] 3—第二微机械陀螺模块； 4—第三微机械陀螺模块；
[0042] 5—三轴加速度计； 6—GPS接收器； 7—磁航向传感器；
[0043] 8—电压转换模块； 9—时钟模块； 10—串口扩展模块；
[0044] 11—GPS天线； 12—载体； 13—太阳能电池板；
[0045] 14—可充电电池； 15—太阳能充电保护电路。
具体实施方式
[0046] 如图1和图2所示的一种载体姿态检测装置，包括安装在载体12顶部外的太阳能电池板13、与太阳能电池板13连接的电源模块和设置在载体12内的电子线路板，所述电子线路板上集成有微控制器1和用于检测载体1212姿态的姿态检测模块，以及与微控制器1相接的时钟模块9，所述姿态检测模块包括用于检测载体12X轴方向角速度的第一微机械陀螺模块2、用于检测载体12Y轴方向角速度的第二微机械陀螺模块3和用于检测载体12Z轴方向角速度的第三微机械陀螺模块4，以及用于检测载体12加速度的三轴加速度计5、用于检测载体12磁场大小的磁航向传感器7和用于检测载体12偏航角的GPS模块，所述GPS模块包括依次连接的GPS天线11、GPS接收器6和串口扩展模块10，所述第一微机械陀螺模块2、第二微机械陀螺模块3、第三微机械陀螺模块4、三轴加速度计5和磁航向传感器7的输出端均与微控制器1的输入端相接，所述串口扩展模块10与微控制器1相接所述微控制器1为STM32F405VGT6微控制器。
[0047] 如图3、图4和图5所示，本实施例中，所述第一微机械陀螺模块2包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U1，所述陀螺芯片U1的第1引脚与微控制器1的PC0引脚相接；所述陀螺芯片U1的第2引脚与微控制器1的PC1引脚相接；所述陀螺芯片U1的第3引脚通过电容C4接地；所述陀螺芯片U1的第4引脚和第5引脚均接地；所述陀螺芯片U1的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C6与电容C7接地，另一路通过电阻R1接3.3V电源；所述陀螺芯片U1的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C1与电容C2接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U1的第9引脚与微控制器1的PC3引脚相接，所述陀螺芯片U1的第10引脚与微控制器1的PC12引脚相接；
[0048] 所述第二微机械陀螺模块3包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U4，所述陀螺芯片U4的第1引脚与微控制器1的PC4引脚相接，所述陀螺芯片U4的第2引脚与微控制器1的PC5引脚相接，所述陀螺芯片U4的第3引脚通过电容C19接地；所述陀螺芯片U4的第4引脚和第5引脚均接地；所述陀螺芯片U4的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C20与电容C21接地，另一路通过电阻R3接3.3V电源；所述陀螺芯片U4的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C14与电容C15接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U4的第9引脚与微控制器1的PC7引脚相接；所述陀螺芯片U4的第10引脚与微控制器1的PC6引脚相接；
[0049] 所述第三微机械陀螺模块4包括型号为XV7011BB的陀螺芯片U5，所述陀螺芯片U5的第1引脚与微控制器1的PC8引脚相接，所述陀螺芯片U5的第2引脚与微控制器1的PC9引脚相接，所述陀螺芯片U5的第3引脚通过电容C25接地；所述陀螺芯片U5的第4引脚和第5引脚接地；所述陀螺芯片U5的第6引脚分两路，一路通过并联的电容C26与电容C27接地，另一路通过电阻R4接3.3V电源；所述陀螺芯片U5的第8引脚分两路，一路通过并联的电容C23与电容C24接地，另一路接3.3V电源；所述陀螺芯片U5的第9引脚与微控制器1的PC11引脚相接；所述陀螺芯片U5的第10引脚与微控制器1的PC10引脚相接。
[0050] 如图6和图7所示，本实施例中，所述三轴加速度计5包括芯片ADXL355,所述芯片ADXL355的第1引脚与微控制器1的PD0引脚相接，所述芯片ADXL355的第2引脚与微控制器1的PD1引脚相接，所述芯片ADXL355的第3引脚与微控制器1的PD2引脚相接，所述芯片ADXL355的第4引脚与微控制器1的PD3引脚相接，所述芯片ADXL355的第5引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路与并联的电容C18和电容C22的一端相接；所述芯片ADXL355的第6引脚分两路，一路与并联的电容C18和电容C22的另一端相接，另一路接地；所述芯片ADXL355的第8引脚通过并联的电容C10和电容C11接地，所述芯片ADXL355的第9引脚接地，所述芯片ADXL355的第10引脚通过并联的电容C8和电容C9接地；所述芯片ADXL355的第11引脚分两路，一路通过并联的电容C3和电容C5接地，另一路与3.3V电源相接；所述芯片ADXL355的第12引脚、第13引脚和第14引脚分别与微控制器1的PD6引脚、PD5引脚和PD4引脚相接；
[0051] 所述磁航向传感器7为三轴磁阻传感器HMC5883L，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第1引脚分两路，一路与微控制器1的PF1引脚相接，另一路与电阻R6一端相接；所述电阻R6的另一端分三路，一路接3.3V电源，另一路与电阻R5的一端相接，第三路与三轴磁阻传感器HMC5883L的第13引脚相接；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第2引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路通过电容C32接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第4引脚分两路，一路与3.3V电源相接，另一路通过电容C29接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第8引脚与电容C35的一端相接，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第9引脚接地，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第10引脚通过电容C28接地；所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第11引脚接地，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第12引脚与电容C35的另一端相接，所述三轴磁阻传感器HMC5883L的第16引脚分两路，一路与微控制器1的PF0引脚相接，另一路与电阻R5的另一端相接。
[0052] 如图8、图9和图10所示，本实施例中，所述电源模块包括与太阳能电池板13输出依次连接的太阳能充电保护电路15、可充电电池14和电压转换模块8，所述电压转换模块8包括12V转5V电压转换模块和5V转3.3V电压转换模块；
[0053] 所述太阳能充电保护电路15包括芯片MAX1771，所述芯片MAX1771的第1引脚与PMOS管的栅极相接，所述芯片MAX1771的第2引脚分六路，第一路经并联的电容C41和电容C42接地，第二路经电阻R9与滑动电阻R12的一个固定端相接，第三路经电容C40与滑动电阻R12的滑动端相接，第四路与稳压管D2的阴极相接，第五路输出12V电源，第六路与二端接口JP1的一端相接；所述滑动电阻R12的另一固定端通过电阻R13接地；所述二端接口JP1的另一端接地；所述芯片MAX1771的第3引脚与滑动电阻R12的滑动端和电容C40的连接端相接，所述芯片MAX1771的第4引脚通过电容C43接地，所述芯片MAX1771的第5引脚、第6引脚和第7引脚均接地，所述芯片MAX1771的第8引脚分两路，一路通过电阻R8接地，另一路与PMOS管的源极相接；所述PMOS管的漏极分两路，一路与稳压管D2的阳极相接，另一路与电感L1的一端相接；所述电感L1的另一端分两路，一路经电容C39接地，另一路与二端接口JP2一端相接；所述二端接口JP2另一端接地；
[0054] 所述二端接口JP2的一端供太阳能电池板13的正输出端插接，所述二端接口JP1的另一端供太阳能电池板13的负输出端插接，所述二端接口JP1的一端供可充电电池14的正极插接，所述二端接口JP1的另一端供可充电电池14的负极插接；
[0055] 所述12V转5V电压转换模块包括芯片LM7805，所述芯片LM7805的Vin引脚分两路，一路与12V电源相接，另一路通过并联的电容C12和电容C16接地，所述芯片LM7805的GND引脚接地，所述芯片LM7805的Vout引脚分三路，一路经并联的电容C13和电容C17接地，另一路经电阻R2与发光二极管LED1的阳极相接，第三路为5V电源输出端；所述发光二极管LED1的阴极接地；
[0056] 所述5V转3.3V电压转换模块包括芯片LM1117-3.3V，所述芯片LM1117-3.3V的Vin引脚分两路，一路与5V电源相接，另一路通过并联的电容C30和电容C33接地，所述芯片LM1117-3.3V的GND引脚接地，所述芯片LM1117-3.3V的Vout引脚分三路，一路经并联的电容C31和电容C34接地，另一路经电阻R7与发光二极管LED2的阳极相接，第三路为3.3V电源输出端；所述发光二极管LED2的阴极接地。
[0057] 如图11所示，本实施例中，所述GPS天线11为天线E1，所述GPS接收器6为iTrax02GPS接收器，所述串口扩展模块10包括芯片GM8125，所述天线E1与iTrax02GPS接收器的RFIN引脚相接，所述iTrax02GPS接收器的RXD1引脚与芯片GM8125的TXD1引脚相接，所述iTrax02GPS接收器的TXD1引脚与芯片GM8125的RXD1引脚相接，所述芯片GM8125的SRADD0-2引脚、STADD0-2引脚、TXD0引脚、RXD0引脚、RST引脚和MS引脚分别与微控制器1的PE2引脚、PE3引脚、PH6引脚、PC2引脚、PE4引脚和PE5引脚相接。
[0058] 如图12所示，本实施例中，所述时钟模块9包括芯片PCF8563，所述芯片PCF8563的第1引脚分两路，一路与晶振Y1的一端相接，另一路通过电容C36接地；所述芯片PCF8563的第2引脚分两路，一路与晶振Y1的另一端相接，另一路通过电容C37接地；所述芯片PCF8563的第4引脚接地，所述芯片PCF8563的第5引脚分两路，一路通过电阻R11接5V电源，另一路与微控制器1的PD7引脚相接；所述芯片PCF8563的第6引脚分两路，一路通过电阻R10接5V电源，另一路与微控制器1的PD8引脚相接；所述芯片PCF8563的第7引脚分两路，一路通过电阻R15接5V电源，另一路与微控制器1的PD9引脚相接；所述芯片PCF8563的第8引脚分两路，一路通过电容C38接地，另一路与二极管D1的阴极相接，所述二极管D1的阳极接5V电源。
[0059] 本实施例中，需要说明的是，载体X轴方向是过载体的质心与所述载体的纵轴重合且指向载体前进方向，载体Y轴方向是过载体的质心与所述载体的横轴重合且指向所述载体前进方向的右侧，载体Z轴方向是过载体的质心且与所述载体X轴方向和载体Y轴方向垂直指向上方。
[0060] 本实施例中，所述第一微机械陀螺模块2、第二微机械陀螺模块3和第三微机械陀螺模块4均为XV7011BB微机械陀螺，该陀螺传感器为角速度
数字量输出，对
温度非常出色的零偏
稳定性能，低
电流消耗，能适应于长时间检测，且成本低于激光陀螺和光纤陀螺。
[0061] 本实施例中，采用三轴磁阻传感器HMC5883L，该传感器集成了最先进的高
分辨率HMC118X系列磁阻传感器，并附带霍尼韦尔
专利的集成电路包括
放大器、自动消磁
驱动器、偏差校准、能使
精度控制在1°～2°的12为
模数转换器，且觉有连接方便的I2C总线结构，尺寸较小，能够应用与
汽车姿态检测系统中。
[0062] 本实施例中，设置串口扩展模块10，是因为该串口扩展模块能与标准串口通讯格式兼容，TTL电平输出与微控制器1相接，另外该芯片的外部原件少，应用灵活，实现了GPS接收器6与微控制器1的串口通信；另外，实际使用过程中，串口扩展模块10还具有扩展作用，便于多个GPS接收器6的连接，满足实际需求。
[0063] 本实施例中，设置时钟模块9，是为了获取载体12的姿态角度时，通过时钟模块9记录发生姿态数据变化的时间，精准可靠，便于查看后续分析。
[0064] 本实用新型具体使用时，在载体12移动的过程中，太阳能电池板13输出的
电能为可充电电池14充电，且可充电电池14输出的12V直流电转换为5V电源输出和3.3V电源输出端，为微控制器1和其他用电模块供电，微控制器1和其他用电模块正常工作，第一微机械陀螺模块2、第二微机械陀螺模块3和第三微机械陀螺模块4，是为了分别对载体12在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的角速度进行检测并发送至微控制器1，微控制器1对角速度进行积分处理，从而得到载体12的俯仰角、载体12的横滚角和载体12的偏航角；三轴加速度计5对载体12在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的加速度进行检测，并将检测到载体12在X轴方向的加速度fx、载体12在Y轴方向的加速度fy和载体12在Z轴方向的加速度发fz送至
数据处理器1，数据处理器1根据公式φ＝arctan(fy/fz)和θ＝arcsin(fx/g)，g表示
重力加速度，且g＝9.8，得到载体12的俯仰角φ和载体12的横滚角θ，微机械陀螺动态性能好，受外部环境干扰小，但是微机械存在零偏会造成测量值随时间变化较大，三轴加速度计5易受到外部机械振动的干扰，但是三轴加速度计5测量值随时间的变化相对较小，所以将三轴加速度计5和微机械陀螺获取的俯仰角和横滚角进行均值处理互补，实现载体12的俯仰角和载体12的横滚角准确检测。同时，在载体12运动的过程中，通过GPS天线11和GPS接收器6能检测到载体12各个时刻的
位置并发送至微控制器1，微控制器1利用两个时刻各自所对应的位置就可以得到载体12的偏航角，但是GPS接收器6检测偏航角只有当载体产生大范围内移动的时候即准确获取GPS信号或无GPS干扰信号时才有效准确，所以将GPS模块获取的偏航角和微机械陀螺获取的偏航角进行均值处理互补，实现载体12的偏航角准确获取。另外，当GPS模块无法获取GPS信号时，三轴磁阻传感器HMC5883L对沿X轴的磁场大小进行检测，并将检测到的X轴的磁场大小Xe发送至微控制器1，三轴磁阻传感器HMC5883L对沿Y轴的磁场大小进行检测，并将检测到的Y轴的磁场大小Ye发送至微控制器1，微控制器1根据公式 得
到载体12的偏航角 从而能有效地适应GPS接收器6在阴影区域无法获取GPS信号时，通过三轴磁阻传感器HMC5883L获取的偏航角和微机械陀螺获取的偏航角进行均值处理互补，仍能准确得到偏航角的检测。因此，本实用新型结构简单、设计合理，采用微机械陀螺，成本较低，设置微机械陀螺和三轴加速度计以获取载体的横滚角和俯仰角，另外设置磁航向传感器和GPS模块配合，以使无法得到GPS信号或者GPS信号受到干扰情况，采用磁航向传感器获取偏航角，从而便于实时获取载体的姿态信息，实用性强。
[0065] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
