基于六轴MEMS器件姿态测量系统

作     者：景希 高国伟 Jing Xi;Gao Guowei

作者机构：北京信息科技大学传感器北京市重点实验室北京100101 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100101 

出 版 物：《计算机测量与控制》 (Computer Measurement &Control)

年 卷 期：2021年第29卷第6期

页      面：55-59,135页

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 071102[理学-系统分析与集成] 081103[工学-系统工程] 

基　　金：国家自然科学基金(61571053) 

主　　题：MEMS器件 姿态测量 卡尔曼滤波 加速度计 

摘      要：为了解决噪声和漂移等原因造成的误差不断累积的问题,针对陀螺仪的静态性能以及加速度计的动态性能,提出了一种利用六轴MEMS器件对照相机三脚架的稳定测量系统,介绍了MEMS器件的工作原理,介绍硬件系统和软件系统,完成了基于ADXR450陀螺仪和ADXL355加速度计的检测硬件系统设计,通过传感器获取角速度加速度信息,采用不同的滤波方式对输出结果进行了分析,比较卡尔曼滤波和一阶RC数字滤波;经比较,卡尔曼滤波实时性更好,一阶RC滤波动态响应更好;实验证明,系统静态下更适用于一阶滤波,计算出姿态测量角度误差在0.104°以内,得到理想的姿态信息,能有效地提高检测目标姿态的精度。