發(fā)布時(shí)間：2018-01-18 06:06

  本文關(guān)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(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 電磁定位 四元數(shù) 方位解算 MPU6050

【摘要】：隨著社會(huì)科技的不斷發(fā)展和進(jìn)步,電磁定位技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用,在虛擬現(xiàn)實(shí)、運(yùn)動(dòng)、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣闊的市場(chǎng)前景。本文起先介紹了目前國內(nèi)外電磁定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景,并簡要說明了現(xiàn)階段電磁定位技術(shù)的特點(diǎn)和不足。然后介紹了電磁定位技術(shù)的工作原理并給出了利用四元數(shù)進(jìn)行目標(biāo)方位解算的詳細(xì)推導(dǎo)過程。針對(duì)電磁定位系統(tǒng)隨著距離變大定位結(jié)果不夠準(zhǔn)確的情況,本文設(shè)計(jì)利用MPU6050(3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì))輔助電磁系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)方位解算。系統(tǒng)中利用加速度計(jì)測(cè)得的加速度,積分后得到目標(biāo)位移,并與電磁系統(tǒng)測(cè)得的位置信息進(jìn)行融合,得到目標(biāo)的位置信息;利用MPU6050內(nèi)置數(shù)字運(yùn)動(dòng)處理器DMP輸出姿態(tài)信息,并與電磁系統(tǒng)測(cè)得的目標(biāo)姿態(tài)信息進(jìn)行融合,得到目標(biāo)的姿態(tài)信息。本文采用MATLAB對(duì)設(shè)計(jì)的融合算法進(jìn)行了仿真,并給出了仿真結(jié)果。最后,搭建了硬件平臺(tái),進(jìn)行了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果與系統(tǒng)實(shí)測(cè)結(jié)果表明,陀螺儀輔助電磁定位技術(shù)比電磁定位技術(shù)定位效果有較大提升。0.9m內(nèi)位置精度提高500%左右,姿態(tài)誤差降低至0.02rad以內(nèi)。
[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(xué)位授予單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O441;TN96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1439742