基于嵌入式系統(tǒng)和MEMS的慣性測量單元的研究.pdf

1、本文應用捷聯(lián)慣性技術(shù)將嵌入式系統(tǒng)與慣性測量單元結(jié)合，構(gòu)成捷聯(lián)慣性導航測量單元。本系統(tǒng)采用體積小、成本低的慣性傳感元件，通過捷聯(lián)方式，使用嵌入式數(shù)字處理芯片，研制出一種簡單有效的三軸慣性測量單元。本文主要工作如下:
　　1.本文詳細敘述了慣性導航技術(shù)當今國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后發(fā)展趨勢，并論述了目前嵌入式系統(tǒng)及MEMS慣性測量元件發(fā)展現(xiàn)狀。介紹了目前主要的慣性導航系統(tǒng)原理及計算方法并詳細闡述了本文應用的捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的基本原理和解

2、算方式。
　　2.通過MATLAB仿真軟件的Simulink工具箱，利用四元數(shù)理論，對捷聯(lián)慣性導航測量系統(tǒng)建立了可靠的數(shù)學模型，利用M語言編寫捷聯(lián)慣性測量系統(tǒng)的仿真程序，最后通過仿真軟件進行計算機模擬，得到了相應的導航參數(shù)及誤差分析曲線。實驗誤差數(shù)據(jù)驗證了本次系統(tǒng)數(shù)學模型建立的正確。
　　3.捷聯(lián)慣性導航系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)為了滿足本次捷聯(lián)測量單元系統(tǒng)對單元小型化、高精度測量以及實時性應用等技術(shù)的要求，以數(shù)字信號處理器(ARM)為

3、核心，MEMS慣性測量元件為基礎(chǔ)，搭建了捷聯(lián)慣性導航平臺。
　　4.設(shè)計研究編寫ARM處理器芯片內(nèi)部執(zhí)行程序，調(diào)試了系統(tǒng)SPI串行總線、和ZigBee無線通訊模塊傳輸?shù)耐ㄐ殴δ?，配置定時器和中斷功能，從而使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)準確的采樣。
　　5.設(shè)計利用VC++語言編寫信號采集及顯示系統(tǒng)，通過在捷聯(lián)測量單元系統(tǒng)平臺上進行了導航測試，得到相應的數(shù)值曲線圖，從而驗證了本次設(shè)計的捷聯(lián)慣性測量單元的可行性。
　　通過系統(tǒng)的模擬仿真以