九軸姿態(tài)傳感器的介紹和應用

姿態(tài)傳感器是基于MEMS技術(shù)的高性能三維運動姿態(tài)測量系統(tǒng)。它包含三軸陀螺儀、三軸加速度計，三軸電子羅盤等運動傳感器，通過內(nèi)嵌的低功耗ARM處理器得到經(jīng)過溫度補償?shù)娜S姿態(tài)與方位等數(shù)據(jù)。利用基于四元數(shù)的三維算法和特殊數(shù)據(jù)融合技術(shù)，實時輸出以四元數(shù)、歐拉角表示的零漂移三維姿態(tài)方位數(shù)據(jù)。

姿態(tài)傳感器內(nèi)部采用高分辨力差分數(shù)模轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置自動補償和濾波算法，最大程度減小了環(huán)境變化引起的誤差。把靜態(tài)重力場的變化轉(zhuǎn)換成傾角變化，通過數(shù)字方式直接輸出當前的橫滾角和俯仰角，產(chǎn)品安裝方便、使用簡單、體積小、抗外界電磁干擾、承受振動沖擊能力強。

姿態(tài)傳感器通過采集傳感器的數(shù)據(jù)，融合卡拉曼濾波，輸出實時的姿態(tài)數(shù)據(jù)。由于采用三軸加速度計和三軸磁傳感器輔助陀螺以及溫度補償?shù)乃惴夹g(shù)，使得該產(chǎn)品實現(xiàn)全姿態(tài)優(yōu)異的穩(wěn)定性和實時性。該產(chǎn)品不僅能輸出姿態(tài)數(shù)據(jù)，還能輸出三軸加速度計，三軸陀螺儀以經(jīng)三軸磁場9軸數(shù)據(jù)，適用各種應用平臺。

如下圖所示為系統(tǒng)硬件總框圖

?主要分為電源模塊、單片機模塊、磁傳感模塊、加速度傳感模塊和RS-232接口模塊。

?實體電路板示意圖如上圖所示。

如下圖所示為系統(tǒng)軟件總框架圖

?主要可以分為初始化、采集、通信、解析、輸出等幾個環(huán)節(jié)，產(chǎn)品配套有成熟的上位機軟件可以很簡便地直接使用，并且可以根據(jù)需求進行功能或界面的修改。

姿態(tài)傳感器可廣泛應用于航模無人機，機器人，天線云臺，聚光太陽能，地面及水下設備，虛擬現(xiàn)實，人體運動分析等需要低成本、高動態(tài)三維姿態(tài)測量的產(chǎn)品設備中。