单芯片加速度计陀螺仪结构设计与分析

提出了一种单质量块单轴集成加速度计陀螺仪(AG)结构,并利用力学、电磁学等原理对该结构进行了结构的设计与分析;同时运用计算机辅助软件对其进行了建模和仿真;依据所提指标,确定了加速度计陀螺仪各项尺寸。借助原理和仿真分析可以知道,该加速度计陀螺仪(AG)单轴敏感同一方向线加速度和角速度,结构简单、合理,在现有加工水平下实现了可加工性;该结构驱动方向和线速度和角速度检测方向相互交叉耦小,同时简化了后续处理电路。研究结果为加速度计陀螺仪的进一步研究提供了依据。

单芯片加速度计陀螺仪设计与动力学分析

介绍了单片集成加速度计陀螺(AG)的结构及其工作原理,提出一种可以利用一个敏感头同时测量某一方向加速度和陀螺信号的AG结构形式;同时建立了加速度计陀螺仪的动力学模型,并对单结构加速度计陀螺的加速度信号和陀螺信号的产生及仿真进行了阐述.分析结果表明本结构在动力学方面满足单轴加速度计陀螺仪的设计要求.

基于双轴速率转台的IMU440惯性测量单元快速标定方法与实验

在捷联惯导系统中,惯性器件的确定性误差是系统误差的主要原因之一。为了提高惯导系统的输出精度,必须对这一误差加以补偿。以美国Crossbow公司开发的IMU440惯性测量单元为对象进行了快速标定实验,建立了陀螺仪和加速度计的误差模型方程,提出了用于辨识陀螺仪和加速度计误差模型参数的速率和位置标定法,根据两种标定方法得到了IMU440惯性测量单元的误差模型,最后对误差模型进行了校验。实验结果表明,误差补偿后的惯性器件输出值可以很好地接近理想输出值,大大降低了捷联惯导系统的输出误差。

水下采捕装置运动姿态控制方法研究

针对水下采捕装置的平衡控制问题,首先确定水下采捕装置的运动姿态控制系统方案,包括单片机、陀螺仪和加速度传感器、输出驱动模块等硬件组成,通过单片机对采捕装置上陀螺仪和加速度计传感器的姿态数据进行采样,经过卡尔曼滤波处理、PID调节控制电机驱动器,从而对螺旋桨电机的速度控制,实现了采捕装置的平衡控制。

基于STM32的人体跌倒报警装置的设计

设计了一款基于STM32和MPU6050模块的人体跌倒报警装置,该装置佩戴在人的腰部,能在人跌倒后发出告警声,并向指定手机发送含地理位置和时间信息的告警短信。采用STM32F103C8T6作为处理器,通过MPU6050获取加速度和角速度,利用SIM908模块获取地理位置信息和发送告警短信。实验结果表明,该装置体积较小,使用方便,检测准确率较高。

自动感应停车位锁的系统设计研究

本文设计了一款自动感应停车位锁系统,可以有效解决停车场中车位管理空缺问题。一方面,从硬件设计方面进行分析,对无线收发模块、电源模块、组网模块以及陀螺仪加速度计模块等分析;另一方面,从软件方面对系统工作流程进行设计。本文提出的自动感应停车位锁有重要实际应用价值。

单球驱动自平衡机器人的互补滤波姿态解算

针对单球驱动自平衡机器人的低成本、高精度、实时姿态估计需求,设计一种基于比例-积分(PI)型互补滤波的姿态估计算法。在四元数姿态角更新方程的基础上,通过融合陀螺仪/加速度计的姿态信息实现对机器人水平姿态信息的估计,实现多传感器间频率点的切换。考虑到磁力计易受到干扰的情况,采用陀螺仪和磁力计单独对自平衡机器人的偏航角姿态解算,避免磁力计参与四元数姿态解算引起的水平姿态误差。实验结果表明,该互补滤波算法有效融合了陀螺仪的高频特性、加速度计和磁力计的低频特性,系统的姿态估计精度在±0.15°内。

基于北斗自主巡航多功能机器人设计

设计一款基于KL26的北斗自主巡航多功能机器人,该机器人通过北斗实时定位、WiFi通讯控制、超声波避障以及陀螺仪确定转向等方式,实现机器人按照一定路线自主巡航的功能,同时设计一款遥控APP以控制机器人。本文先对机器人的功能等情况进行概述,然后分别系统的介绍硬件设计和软件设计,最后通过实地测试验证了本设计的可行性。本设计为安防。

Mathematical Modelling of a Two Degree of Freedom Platform Using Accelerometers and Gyro Sensors

This paper demonstrates the assembly of a servo-controlled platform with two degrees of freedom, empirical methods and a developed closed-loop control found in the system mathematical model. This control aims to stabilize and hold small objects on the platform. We parsed the step response in X and Y axes, hence we found the first and second-order models for each one. We did some further analyses to decide which one would better represent the behavior of the system. The MATLAB software provided step response for the model empirically obtained and latter compared it to experimental data acquired in the trials. Accelerometers and gyro sensors from the MPU-6050 sensor measured the angular position of platform on X and Y axes. In order to improve measurements accuracy and eliminate noise effects, we implemented the complementary filter to the firmware system. We used Arduino to control servomotors through PWM pulses and perform data acquisition.