载体的姿态测量是载体进行预计轨迹运动的基础。姿态测量有多种方式，其中采用磁场传感器测量大地磁场确定航向的方法由于结构简单、体积小、重量轻、启动迅速、成本低等特点，自古至今一直得到应用。本文研究设计了一种基于可编程逻辑阵列（FPGA）的捷联式车载汽车姿态实时测量系统。此系统具有体积小、使用方便、成本低廉等优点。
1 系统组成
本系统主要由传感器组模块、数据采集卡、便携式计算机、电源等组成，系统硬件如图1所示。
1.1 微惯性测量单元（MIMU）
微型惯性测量组合（Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU）是一种重要的MEMS,它是由微型陀螺仪、微型加速度计，专用集成电路（ASIC）、嵌入式微机及相应的导航软件组成，可以提供运动载体的位置、速度和姿态信息。
自主设计的微惯性测量单元。由2个ADXL203型双向加速度计和3个ADXRS150型角速度陀螺组成，要求3个角速度陀螺安装在3个正交平面上，其敏感轴相互垂直，组成测量体的三维坐标系，2个双向加速度计安装在另外2个面上（剩下的1个面作为MIMU与汽车的安装固定平面）。为了保证加速度计的敏感轴也组成三维坐标系，要求测量垂向加速度的2个敏感轴相互平行（由于本MIMU在垂向测量了2次，因此在数据采集阶段垂向加速度取两者的均值）。
1.2 数据采集卡
FPGA（Field-Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
数据采集卡是基于FPGA控制和USB2.0接口的采集卡，它可实时对6路模拟信号进行不间断的采集，输入信号幅度范围是0~5 V,AD转换位数为16位，单通道采样率为250 kS/s,所使用的USB传输方式为高速块传输，应用FPGA作为采集的控制单元，并采用USB总线供电，移动性好，内置信号连接，可以满足车载测量实时性和精准性的需求[2].图2为该数据采集卡的组成框图。
2 系统软件
系统软件分为数据采集软件和数据处理软件两部分，其流程如图3所示。本系统采用Visual Basic 2005语言编程实现，依次实现信号采集、初始信号滤波、姿态角解算、Kalman滤波融合、结果的显示和存储等功能。
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