【摘 要】
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惯性跟踪模块因为其安装简便、费用低廉、抗干扰性好的特点被广泛地应用于交通导航、卫星姿态控制和工业稳定平台等领域。近年来随着微机电系统的发展,使用微机电技术制造的
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惯性跟踪模块因为其安装简便、费用低廉、抗干扰性好的特点被广泛地应用于交通导航、卫星姿态控制和工业稳定平台等领域。近年来随着微机电系统的发展,使用微机电技术制造的加速度计和陀螺仪等惯性器件在保持较高性能的前提下大幅度降低了体积和成本,更加有利于惯性跟踪模块的小型化和集成化设计。通过对相关资料的研究,本文完成了以DSP为工作平台,结合微惯性传感器和无线通信技术的惯性跟踪模块的设计。在通过DSP平台对惯性模块的信号进行采集的同时,利用DSP强大的数字信号处理能力完成对惯性采样数据的卡尔曼滤波和跟踪算法,从而完成对跟踪物体的姿态和位置的计算。该模块的硬件系统以Analog Device公司生产的的Blackfin531处理器为处理平台,包括陀螺仪模块、加速度模块、模数转换模块、无线通信模块以及一些外围电路。其中陀螺仪模块、加速度模块和模数转换模块共同完成对被跟踪物体的惯性数据采集,无线通信模块负责惯性跟踪模块与上位机之间的通讯。整个硬件系统属于模数混合电路,通过合理的PCB布局有效地消除干扰噪声。该模块软件系统既包括软件定时器、模数采样、无线通信和上位机显示程序等一些基础软件,又包括对采样信号的分析建模、数字滤波以及姿态跟踪算法、位置跟踪算法等惯性跟踪算法程序。通过对跟踪模块进行运动跟踪实验,证明该模块和上位机之间数据传输稳定,跟踪效果良好。文章最后给出了对该模块的改进建议。
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