基于加速度傳感器的運(yùn)動(dòng)物體軌跡檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、　　運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)在行走距離估計(jì)、導(dǎo)航系統(tǒng)、人機(jī)交互等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，廣闊的市場(chǎng)需求對(duì)軌跡檢測(cè)系統(tǒng)的成本和精度提出了更高的要求。傳統(tǒng)的系統(tǒng)解決方案多采用外部觀測(cè)的方法，雖然精度較高但是設(shè)備復(fù)雜、成本較高，有一定的局限性。而基于MEMS加速度傳感器的運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)系統(tǒng)具有體積小、易攜帶、成本低的特點(diǎn)，符合大規(guī)模民用和商用的需求。
　　軌跡檢測(cè)的原理是加速度經(jīng)過(guò)二重積分后可以得到位移。本文采用三軸加速度傳感器ADXL345測(cè)量運(yùn)動(dòng)加速

2、度。為了感應(yīng)運(yùn)動(dòng)方向的變化，在系統(tǒng)中加入了三軸陀螺儀L3G4200D檢測(cè)角速度，用四元數(shù)法計(jì)算角速度得到表示方向變化的旋轉(zhuǎn)矩陣。為了降低誤差，系統(tǒng)采用 Kalman 濾波濾除隨機(jī)噪聲，并提出了一種自適應(yīng)補(bǔ)償算法對(duì)積分產(chǎn)生的積累誤差做出補(bǔ)償。
　　硬件系統(tǒng)采用單片機(jī)STC12C5A60S2作為主控芯片，把傳感器采集到的加速度和角速度通過(guò)串口傳輸給上位計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)算法全部在PC機(jī)中的MATLAB環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本系統(tǒng)可