本文關(guān)鍵詞：基于STM32F103的運動解析系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MEMS，也就是微機電系統(tǒng)(Microelectro Mechanical Systems)，它以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，MEMS是一個多學科交叉的前沿研究領(lǐng)域。經(jīng)過了幾十年的快速發(fā)展，，MEMS已成為舉世矚目的科學技術(shù)領(lǐng)域之一。它涉及到多種學科，比如電子、機械、生物學、醫(yī)學等，其應用前景及其廣闊。 論文首先介紹了MEMS的定義，特點以及其發(fā)展史。然后提出本文所研究的一種MEMS運動傳感器，這種運動傳感器具有體積小、功耗低、重量輕、高精度等優(yōu)點。傳統(tǒng)的捕捉與分析人體步態(tài)的方法是使用高速圖形信號處理設施，但由于設備比較大且移動不方便，這種方法只適合在實驗室中使用，同時，這種設備造價比較昂貴。相比而言，本文提出的無線MEMS運動傳感器體積很小，方便穿戴在人體各個部位，而且可以適用于各種復雜的環(huán)境。 論文的主要部分分為兩部分，第一部分就是MEMS無線運動傳感器硬件系統(tǒng)的介紹，一部分是軟件系統(tǒng)的介紹。硬件部分主要介紹了各個模塊的電路原理圖以及其功能。同時也介紹了相關(guān)芯片、模塊的選取。軟件系統(tǒng)分下位機軟件和上位機軟件。下位機軟件的功能主要是采集9個通道(三軸的加速度，三軸的角速度，三軸的磁場強度)的信號，將這些信號經(jīng)過一些簡單的校準和處理后發(fā)送至WIFI模塊。上位機軟件就負責讀取下位機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，讀到以后，對這些數(shù)據(jù)進行算法處理，主要包括對原始數(shù)據(jù)的標定、校準，四元數(shù)的計算以及姿態(tài)角的計算。 在計算物體運動的姿態(tài)角時，本文采用了四元數(shù)算法，并與卡爾曼濾波結(jié)合在一起。同時采用加速度以及磁場強度抑制陀螺儀的漂移。這種方法使得最終結(jié)果更加穩(wěn)定、準確。
【關(guān)鍵詞】：MEMS 運動傳感器 WIFI模塊 姿態(tài)角 四元數(shù) 卡爾曼濾波
【學位授予單位】：江西科技師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH-39;TP212
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 MEMS 的定義和特點9
• 1.2 MEMS 的發(fā)展史9-15
• 1.3 MEMS 運動傳感器研究的背景15-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容及安排16-17
• 第2章 硬件系統(tǒng)介紹17-35
• 2.1 硬件結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 主要芯片及模塊的選用18-28
• 2.2.1 運動處理組件 MPU605018-23
• 2.2.2 磁力計23-25
• 2.2.3 微處理器25-27
• 2.2.4 WIFI 模塊27-28
• 2.3 電路原理介紹28-34
• 2.3.1 電源部分電路28-31
• 2.3.2 MPU6050 部分電路31-32
• 2.3.3 HMC5883L 部分電路32-33
• 2.3.4 微處理器部分電路33-34
• 2.4 運動傳感器實物34-35
• 第3章 軟件介紹35-63
• 3.1 下位機軟件流程35-37
• 3.2 上位機軟件工作流程37-61
• 3.2.1 發(fā)送命令以及數(shù)據(jù)讀取39-41
• 3.2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和坐標變換41-44
• 3.2.3 角速度溫度補償44-46
• 3.2.4 加速度溫度補償46-47
• 3.2.5 加速度參數(shù)標定47-50
• 3.2.6 磁場強度參數(shù)標定50-54
• 3.2.7 四元數(shù)的計算54-60
• 3.2.7.1 四元數(shù)的介紹54-55
• 3.2.7.2 卡爾曼濾波算法55-58
• 3.2.7.3 四元數(shù)推導計算58-60
• 3.2.8 三維姿態(tài)角的計算60-61
• 3.3 本章小結(jié)61-63
• 第4章 實驗分析63-67
• 第5章 全文總結(jié)與展望67-68
• 5.1 主要研究成果和創(chuàng)新點67
• 5.2 未來工作展望67-68
• 參考文獻68-71
• 攻讀學位期間的研究成果71-72
• 致謝72

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：基于STM32F103的運動解析系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：328280