姿态传感器采集测试系统的设计与实现.pdf

2 文t标识码：A 文章■号：167I一4598C2011)07一1562一03 中圈分竟号：TP21 姿态传感器采集测试系统的设计与实现 毕 盛，闵华清，李 淳，黄雯全，陈必强 (华南理工大学计算机科学与工程学院．广东广州510640) 摘要：设计了一套基于sTM32单片机的姿卷传磅嚣无线采集铡试系境．太尢^便了姿枣传感器的研究与应用．首先设计了奎态传 息器采集铡试系统的整体框架；接着对测试系统的各部分艇件电路进打了说明．描述r^DxL204加速鹰和ADxRsl50陀螺仪传感器的 电路和计算公式．并i兑明了sTM32单片机和PcI：位机程序的结IlI和泷程l最后利用奉耐试系统对ADxL204和ADxRsl50传感器进行 r测试和分析；通过对这两种传感器数据进行卡尔曼滤渡．消除陀一仪的攥移．坷时减少r加建度传感器有害的噪声，从而得到精确的 角度。 美羹词：陀螺仪-加速度传感器I姿卷传培器 and ofAttitudeSensorEstimation ReaIization Design System BiSheng，MinHua(1ing，LiChun，HuangFeiquang，ChenBiqiang (Schoolof Scienceand ChIna of 510640，China) Computer EnHInL州ng．S0uIhUniversityTech肿logy．Guangzhou ^b岫d：AwIfel皓s es¨matlon on1h㈣w ettitudesenso㈨quIs…unandsyste巾Wasdesign“based the kInds STM32．whichmodtatlllude蛐蚰r framcworkof wa5 h矗rd帅e．two easIly—d．¨r蚍Iy，the Bystemprop0靶d．Then仆”system the∞hware ofatthudc5cn50rs(ADXL2048nd^DXRSl50)hardweandequatlon唧de5c^bed．Andp删川nd“ructureofSTM32 McUand ADxRsl50weretestedin theKaIman ADXL204and PC州p艘ntedFinalb o㈣ystemThrough 6lten嵋fu5Ionequatlon。f thetwokIndsofsensors．thenoIscw…educed． at“tud㈣nsor Kty-o咕：gyroscopoI^cceleromete‘I 0引言 在机器人平衡控制、汽车定位和捷联惯导等许多领域中需 要获得藏体姿态信息，姿态传感器应用越来越广泛”1]。需要 专门的测试平台来对姿态传感器的性能进行测试和分析，而针 对这方面的设计和研究还很少．本文设计出一套姿态传感器测 试系统，通过无线蓝牙模块实现对姿态传感器的控制和敷据的 采集，方便对移动物体上的姿态传感器数据进行分析和研究。 l系统框架 甩1姿杰传感器测试幕坑 姿态传感器主要包括加速度传感器和陀螺仪。加速度传感 姿态数据采集测试系统框架图如图2所示。 器也叫倾角传感器．通过重力加速度可得到姿态倾斜角．陀黑 仪也叫做角