本文關(guān)鍵詞：基于MEMS陀螺儀姿態(tài)檢測系統(tǒng)研制

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【摘要】：近幾年來，微機(jī)械系統(tǒng)(micro electro mechanieal system)技術(shù)日臻成熟，在各大領(lǐng)域越發(fā)重要。微慣性敏感元器件具有體積小、功耗低、響應(yīng)快、重量輕、成本低、可靠性高、靈敏度高、安全性好等優(yōu)點(diǎn)。本論文姿態(tài)檢測系統(tǒng)利用STM32處理器實(shí)時采集、執(zhí)行和處理來自微慣性單元的數(shù)據(jù)，以三軸加速度計、三軸陀螺儀的組合作為微慣性測量單元，再根據(jù)姿態(tài)解算算法對其進(jìn)行多傳感器數(shù)據(jù)融合，從而實(shí)時解算出當(dāng)前載體姿態(tài)信息。 本文起首剖析了MEMS的國內(nèi)外應(yīng)用研究和發(fā)展現(xiàn)狀，簡明扼要的介紹了MEMS的未來發(fā)展趨勢，概述了基于MEMS陀螺儀姿態(tài)檢測系統(tǒng)的設(shè)計原理。闡述了基于MEMS陀螺儀的姿態(tài)檢測系統(tǒng)的靜態(tài)設(shè)計理論和動態(tài)姿態(tài)更新理論，并從傳統(tǒng)的陀螺儀理論入手，論述了科里奧式力，再從基本的慣性坐標(biāo)系理論入手，，詳細(xì)推導(dǎo)姿態(tài)矩陣?yán)碚摲椒�、姿態(tài)計算方法以及姿態(tài)更新理論與解算。本文設(shè)計了一個基于MPU6050三軸陀螺儀，三軸加速計為測量單元，STM32微處理器為姿態(tài)解算核心的研究實(shí)驗平臺。由于三軸陀螺儀和加速計中存在誤差，通過傳感器數(shù)據(jù)融合進(jìn)行姿態(tài)解算得到的數(shù)據(jù)也會伴隨噪聲并出現(xiàn)漂移現(xiàn)象，結(jié)合卡爾曼濾波對姿態(tài)解算數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的噪聲和漂移進(jìn)行預(yù)估和校正，提高漂移數(shù)據(jù)的精度。創(chuàng)造性的提出了一種基于歐拉角的多數(shù)據(jù)融合姿態(tài)更新算法并通過Matlab進(jìn)行驗證。 論文最后對全文進(jìn)行總結(jié)，對未來的工作任務(wù)進(jìn)行展望。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP274;TH-39

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1272391