本文關鍵詞：陀螺儀輔助電磁定位系統(tǒng)的研究　出處：《北方工業(yè)大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 電磁定位 四元數(shù) 方位解算 MPU6050

【摘要】：隨著社會科技的不斷發(fā)展和進步,電磁定位技術得到了越來越廣泛的應用,在虛擬現(xiàn)實、運動、醫(yī)療等領域具有廣闊的市場前景。本文起先介紹了目前國內外電磁定位技術的研究現(xiàn)狀和應用前景,并簡要說明了現(xiàn)階段電磁定位技術的特點和不足。然后介紹了電磁定位技術的工作原理并給出了利用四元數(shù)進行目標方位解算的詳細推導過程。針對電磁定位系統(tǒng)隨著距離變大定位結果不夠準確的情況,本文設計利用MPU6050(3軸陀螺儀和3軸加速度計)輔助電磁系統(tǒng)進行目標方位解算。系統(tǒng)中利用加速度計測得的加速度,積分后得到目標位移,并與電磁系統(tǒng)測得的位置信息進行融合,得到目標的位置信息;利用MPU6050內置數(shù)字運動處理器DMP輸出姿態(tài)信息,并與電磁系統(tǒng)測得的目標姿態(tài)信息進行融合,得到目標的姿態(tài)信息。本文采用MATLAB對設計的融合算法進行了仿真,并給出了仿真結果。最后,搭建了硬件平臺,進行了系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。仿真結果與系統(tǒng)實測結果表明,陀螺儀輔助電磁定位技術比電磁定位技術定位效果有較大提升。0.9m內位置精度提高500%左右,姿態(tài)誤差降低至0.02rad以內。
[Abstract]:With the continuous development and progress of social science and technology, electromagnetic positioning technology has been more and more widely used in virtual reality, movement. Medical and other fields have a broad market prospects. This paper first introduced the current domestic and foreign electromagnetic positioning technology research status and application prospects. The characteristics and shortcomings of electromagnetic positioning technology at present are briefly explained. Then the working principle of electromagnetic positioning technology is introduced and the detailed derivation process of target azimuth calculation using quaternion is given. The result of positioning is not accurate with the increase of distance. In this paper, MPU6050(3 axis gyroscopes and 3-axis accelerometers) are designed to assist the electromagnetic system to calculate the target azimuth. The acceleration measured by the accelerometer is used in the system to get the target displacement after integration. The position information of the target is obtained by fusion with the position information measured by the electromagnetic system. The attitude information is outputted by MPU6050 digital motion processor (DMP) and fused with the target attitude information measured by electromagnetic system. The attitude information of the target is obtained. In this paper, the fusion algorithm is simulated by MATLAB, and the simulation results are given. Finally, the hardware platform is built. The design and implementation of the system are carried out. The simulation results and the measured results of the system show that. Compared with electromagnetic positioning technique, the precision of gyroscope assisted electromagnetic positioning is improved by 500%, and the attitude error is reduced to less than 0.02 rad.
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O441;TN96

【參考文獻】

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1 李然;王聰;馮朝坤;;電磁定位系統(tǒng)測量誤差校正技術研究[J];電光與控制;2014年04期

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4 周武雷;;畢奧—薩伐爾定律的教育價值評述[J];中國科教創(chuàng)新導刊;2009年28期

5 王洛印;胡化凱;;電磁感應定律的建立及法拉第思想的轉變[J];哈爾濱工業(yè)大學學報(社會科學版);2009年03期

6 汪瑩;陳彬;殷勤;;DSP在六自由度電磁跟蹤系統(tǒng)中的應用[J];軍事通信技術;2007年04期

7 楊杰;鄒錦;李躍波;劉峰;潘征;;六自由度電磁跟蹤定位系統(tǒng)的設計研究[J];自動化與儀表;2007年05期

8 孫麗;秦永元;;捷聯(lián)慣導系統(tǒng)姿態(tài)算法比較[J];中國慣性技術學報;2006年03期

9 鐘云飛;熊岳山;譚珂;郭光友;;Fastrak數(shù)據(jù)濾波校正及在虛擬手術中的應用[J];系統(tǒng)仿真學報;2006年05期

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2 尹娟;六自由度電磁定位跟蹤系統(tǒng)[D];天津大學;2012年

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5 張鵬;虛擬現(xiàn)實中電磁跟蹤技術的研究[D];東北大學;2008年

6 陳向民;矢量信號分析技術研究[D];合肥工業(yè)大學;2006年

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本文編號：1439742