MEMS姿态传感器在边坡表面位移监测的应用研究

水电站库区两岸边坡地质状况复杂多变,边坡的稳定工作状态与水电站的安全运行息息相关,本文在雅砻江官地水电站库区左岸边坡覆盖层处,将MEMS姿态传感器(陀螺仪和加速度计)按照阵列方式布置在边坡上,建立边坡稳定状态数据实时采集系统,利用初始对准确定导航目标参数姿态、方位、速度和位置的初始值,计算出目标姿态矩阵,再通过姿态矩阵实时将MEMS姿态传感器获取的载体系下的加速度和角速度转换到导航系下,用于实时计算边坡变化姿态矩阵和位移开展试验研究。试验结果表明,将MEMS姿态传感器应用到边坡位移监测中能够实现边坡表面位移数据的实时获取,位移数据获取精度能够达到毫米级,满足工程实际使用需求,该项研究成果对边坡表面位移稳定状态进行实时监测分析具有十分重要的意义。

基于MEMS姿态传感器的声矢量传感器设计

针对声矢量传感器姿态变化难以准确测量导致目标测向精度低的现状,设计一种微型MEMS姿态传感器,并将其封装在声矢量传感器内部,实现基于MEMS姿态传感器的声矢量传感器设计。首先根据声矢量传感器姿态测量与校正原理,采用四元数姿态解算方法及扩展卡尔曼滤波器设计MEMS姿态传感器,并对其进行姿态精度测试;然后基于MEMS姿态传感器进行声矢量传感器样机设计、制作、参数测试;最后对样机进行了海上实验,结果表明,通过姿态校正后声矢量传感器目标方位估计精度与GPS推算方位精度一致,验证了利用MEMS姿态传感器设计声矢量传感器的可行性。

MEMS姿态传感器在控制飞行器中的应用研究

文章介绍了MEMS姿态传感器在控制飞行器中的应用研究。首先介绍了无人控制飞行器系统,以STM32F407VGT6(ARM Cortex-M4)处理器为控制核心,利用MEMS姿态传感器为姿态检测模块,通过PC端应用软件系统规划行驶路径,同时辅以4G无线传输GPS地理位置定位、实现飞行器的地理位置反馈和环境监控,通过对比仿真对照ANP控制器和PID控制器的试验结果,试验表明:ANP控制器比PID控制器在飞行器的应用中使得系统性能更稳定,精度更高。

四旋翼飞行器的手势遥控研究

针对传统四旋翼遥控器专业性强、操作复杂的问题,设计了一种简单易实现并且利用手的姿态即可遥控四旋翼飞行器的遥控器。该遥控器利用其内部的MEMS姿态传感器获取手的姿态信息,通过ZigBee无线收发模块实现姿态角数据的无线收发,接收器接收到姿态角数据并传输至飞控板,从而实现四旋翼飞行器的手势遥控。该遥控器改进了传统四旋翼遥控器的设计,其具有操作简单,体积小便于携带的优点。