車輛姿態(tài)是車輛控制所需的重要參數(shù)，其測量方法、測量精度與測量系統(tǒng)的性能和成本密切相關(guān)。隨著微處理器技術(shù)與新型傳感器技術(shù)的發(fā)展，利用加速度計、磁阻傳感器和ARM微處理器構(gòu)成基于地球磁場和重力場的捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)，已成為許多載體姿態(tài)測量的首選。同時姿態(tài)測量系統(tǒng)住地理勘探、石油甲臺鉆井和機(jī)器人控制方血也有著廣泛的應(yīng)用。 本文研究設(shè)計了一款基于ARM處理器的姿態(tài)測量系統(tǒng)，在保證體積、成本和實時性的前提下，完成載體姿態(tài)角的準(zhǔn)確測量。采用Honeywell公刊的3軸磁阻傳感器HMC1021/1022和ADI公司的2軸加速度計ADXL202以及S3C44BOX ARM7微處理器構(gòu)建捷聯(lián)式姿態(tài)測量系統(tǒng)。磁阻傳感器和加速度計分別感應(yīng)地球磁場和重力場信號，微處理器對檢測到的信號進(jìn)行處理和誤差補償后，解算出的姿念角，最后由LCD顯示或者通過串行通訊接口輸出到上位機(jī)，實現(xiàn)姿態(tài)角的實時準(zhǔn)確測量。 本文詳細(xì)介紹了基于地球磁場和重力場信號進(jìn)行姿態(tài)測量的原理，推導(dǎo)了方向角、俯仰角和橫滾角求解的數(shù)學(xué)模型。完成了姿態(tài)測量系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計與調(diào)試，實現(xiàn)了包括：uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植、加速度數(shù)據(jù)采集、地球磁場數(shù)據(jù)采集和姿態(tài)角解算等系統(tǒng)軟件的設(shè)計，最后對系統(tǒng)測量結(jié)果給出了誤差分析，添加了數(shù)字濾波、橢圓效應(yīng)校正等算法來補償誤差，從而有效提高了系統(tǒng)測量精度。
標(biāo)簽：
ARM
姿態(tài)測量
系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間：
2013-07-20
上傳用戶：jkhjkh1982
