基于ARM与实时OS的数据采集与处理系统设计

结合微惯性测量单元（MIMU）的应用,设计了一种基于ARM微处理器的嵌入式数据采集与处理系统;该系统广泛选用低噪声低功耗芯片,对模拟电路进行信号调理和高速采集;采用高性能工业级ARM微处理器（AT91M55800A）,并移植uCOS—Ⅱ实时操作系统,结合软件算法进行实时数字信号处理;实验结果表明该系统具有体积小、重量轻、功耗低、精度较高、实时性好等优点,非常适合于微小型飞行器、车辆导航等众多军用和民用领域。     

基于MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现

微机电(MEMS)惯性传感器应用日益广泛,本文给出了一种基于新型MEMS陀螺仪的微惯性测量系统的实现.系统采用了ANALOG DIVICES公司的AIDS16255陀螺仪,其精度较高,并增加了校准功能,能够在内部对敏感度和偏差因子进行补偿.系统具有体积小、重量轻、可扩展性好等特点.本文给出了系统的原理图和软件流程的关键内容.     

微惯性测量单元设计及其误差补偿模型的研究

针对微惯性测量单元(MIMU)小体积、低功耗、低成本、高实时性的应用需求,设计了一种基于ARM和MEMS惯性器件的MIMU系统,并根据实验中得到的惯性器件的误差特性建立了一种惯性器件误差补偿模型,然后在硬件系统上进行了实验验证.利用该模型对惯性器件测量结果进行修正,可以有效抑制误差,提高MIMU的测量精度.整个系统能满足使用精度要求.     

基于微惯性测量单元的导航系统研究

随着半导体行业的发展,微机电系统(MEMS)的使用越来越广泛,已经开始进入消费电子市场.MEMS带来的操作、功耗和尺寸上的革命性变革是其成功进入消费类电子市场的关键.ADIS16350就是一个完整的三轴陀螺和三轴加速度计组成的惯性感应系统.该传感器包含AD公司微机械和混合信息处理技术,是一个高度集成的解决方案,提供校准后的数字惯性感应.本文就是在此基础上设计的一个导航系统,该系统不仅可以应用在航模上做导航控制,还可以往其他姿态测量、运动控制与稳定方向发展.     

基于ARM与MEMS器件的微惯性测量装置设计

开发一种生物运动微惯性测量装置,以基于ARM7的LPC2129为核心处理单元,采用MEMS陀螺和MEMS加速度计为测量传感器.该装置实现了对SPC-III机器鱼尾鳍拍动参数的精确测量,为活体鱼尾鳍拍动参数测量实验打下了基础.     

用于空间手势输入的无陀螺微惯性测量单元设计

针对三维空间手势输入的特点,提出了一种基于双路三轴MEMS加速度计的对称配置方案及角速度、线加速度解算方法。该方法使用两个三轴MEMS加速度计以及对称的硬件布局构成无陀螺微惯性测量单元,基于积分法计算测量单元的角速度和质心处线加速度,利用角速度解析式中的冗余信息对解算积累误差进行估计并实施误差补偿。该方案避免使用陀螺组件,两路加速度计在长轴方向上的对称编排方式保证了测量单元的小体积、狭长几何特征,便于手持;相应的角速度解算方法形式简单,适用于采样时长短、测量单元横滚角变化量小的三维空间手势特征提取和识别领域。仿真实验证明了该方案的可行性和有效性。     

基于LabVIEW的惯性测量单元信号采集及处理系统设计

利用LabVIEW设计了惯性测量单元信号采集及处理软件,主要包括串口通信、数据分离及信号处理等模块;串口通信模块采用VISA方式编程,建立了惯性测量单元与上位机之间的通信;根据惯性测量单元输出数据的格式,利用LabVIEW中的匹配模式函数分离出沿三轴向的加速度信号和角速率信号;设计了一种用于去除加速度信号中低频成份的数字滤波器;在建立的陀螺漂移模型基础上,分别进行小波基、小波分解层数、阈值函数及阈值估计方法等小波参数的选取.     

微惯性测量组合系统的设计

介绍了一种微惯性测量组合(MIMU)系统的设计方法。该系统由电源模块、数据采集模块和数据处理模块组成。数据采集模块用16位高精度AD和浮点放大器采集MIMU输出信号;数据处理模块采用高速单片机和嵌入式计算机进行数据处理。还介绍了数据采集的软件设计。该系统结构简单,为捷联系统的小型化提供了一种新的思路。经实际应用表明:该系统合理可行。     

基于惯性传感器的人体动作检测系统设计

为实现人体动作识别技术,本文提出将捷联惯性导航技术运用于人体动作检测的思路,结合实际应用分析,给出了人体动作检测识别系统的总体方案,并就方案中涉及的捷联算法,姿态校准方法和动作识别方法做了具体的介绍,实验结果表明系统可以对人体的动作进行准确检测,基本满足目标要求。可以应用于一些特定场合的虚拟训练,具有一定的实际价值。     

一种IMU数据采集软件的设计与实现

激光捷联惯组的寻北及导航精度是武器装备的重要指标之一,它决定着打击瞄准目标的准确度和精度.而提高对激光捷联惯组惯性测量单元(Inertial Measure Unit,IMU)原始信号的采样准确性,确保激光捷联惯组寻北、导航解算所使用的IMU输入数据的可靠性和精度,是保证激光捷联惯组的寻北及导航精度的基础.设计的IMU...     

ARM-Linux平台下GPS信号的采集与处理研究

GPS信息的采集是导航定位系统的重要组成部分.分析了GPS普遍采用的NMEA-0183通信协议,然后介绍了目标平台及交叉编译环境的建立.在此基础上实现了嵌入式ARM-Linux平台下GPS的数据采集与处理,为导航定位系统或者GIS系统的应用奠定了基础.     

飞行仿真环境中惯性测量单元建模

准确的惯性测量单元(IMU)模型对飞行仿真至关重要,模型的准确性直接影响仿真试验的可靠性.为了在飞行仿真试验中能够提供有效的角速度和线加速度数据,需要建立准确的惯性测量单元仿真模型.在推导陀螺和加速度计数学模型的基础上,提出了建立陀螺及加速度计的仿真模型方法.为提高模型准确性,考虑了IMU误差影响.通过模拟AD公司的M...     

基于ARM-Linux的高清数字机顶盒软件系统设计与实现

介绍了一种在嵌入式Linux系统下数字高清晰度电视机顶盒系统软件的研究与开发.该软件配合机顶盒硬件平台构成一个整机系统,在完成整个软件系统构架的基础上探讨了其设计方法的合理性和可靠性等问题.该软件系统具有解调、解码外,还能向用户提供一系列选单式图形菜单界面的交互操作等功能.     

一种基于ARM-Linux的FPGA程序加载方法

本文实现了一种基于ARM-Linux的FPGA程序加栽方法,详细讨论了加载过程中各个阶段程序对配置管脚的操作,给出了硬件实现,编写了运行于ARM处理器的嵌入式Linux上的驱动程序.     

基于AT89S52的MEMS陀螺信号采集与处理系统设计

针对MEMS陀螺仪在实际应用中达不到需要的精度,为改善陀螺仪的工作性能,降低陀螺信号噪声,通过AT89S52单片机与ADIS16355惯性陀螺仪搭建一个硬件平台,经过SPI接口通信、AT89S52单片机控制,将采集的数据通过LCD显示,并对平台系统进行静态和动态测试,最后对系统进行了误差分析,该系统具有较高精度、成本低、操作方便简单,在陀螺仪实际应用中具有良好的推广价值。     

现代军用MEMS惯性传感器技术进展

现代化军事需求小型惯性传感器。技术已成熟的惯性导航和制导系统包括机械陀螺、环形激光陀螺(RLGs)、光纤陀螺(FOGs)以及半球共振陀螺(HRGs)。现在主要用于军事的还有微机电系统(MEMS)陀螺仪和加速计。采用光子晶体光纤(PCFs)的干涉光纤陀螺(IFOGs),即PC—IFOGs。重点阐述MEMS/集成光(IO)波导惯性传感器技术进展。分析小型陀螺仪和加速计技术发展前景及在未来快速反应,精确打击中的作用。     

一种基于MEMS惯性传感器的手势识别方法

随着手机等移动电子设备的发展,应用于嵌入式平台的基于MEMS惯性传感器的手势识别成为一个研究热点.提出了一种简单有效的手势识别方法:通过分析手势的运动学特征,在线实时提取手势的加速度和角速度信号特征量,截取手势信号段,利用决策树分类器进行预分类,根据手势信号的变化规律实时识别具体的手势.该方法在20位实验者中获得了96％的平均准确率,手势识别时间小于0.01s.实验结果表明该算法在嵌入式平台下能快速准确地识别手势,满足了实时人机交互的要求.     

采用MEMS惯导的小口径管道内检测定位方案可行性研究

针对小口径管线测量仪对低成本、小尺寸惯性导航定位方案的迫切需求,本文设计了一种融合了MEMS惯导、管道里程计、地面标记器以及管道运动约束的组合定位方案及其导航定位算法.基于该方案,本文以一款典型MEMS惯性器件(STIM300)为例评估了其定位精度,并对里程计、运动约束以及反向平滑算法在提高定位精度方面的贡献做了定量分析.模拟实验结果表明,里程计以及运动约束是保证系统精度的必要条件,反向平滑算法能够进一步提高定位精度;MEMS方案对长度为2 km的管道测量精度可达10-3量级,能够满足小口径管道内检测定位的精度需求.     

MEMS矢量水听器阵列信号处理研究

MEMS矢量水听器是一种新型的水声传感器,对这种传感器的原理进行了简要介绍。为了验证该MEMS矢量水听器阵列的目标估计性能,进行了矢量阵的深海实验研究,选取了MUSIC算法应用于该MEMS矢量阵。实验结果表明:在复杂海洋环境中,该MEMS矢量阵能够实现对目标的方位估计和水下运动目标的航迹跟踪,从而验证了该MEMS矢量水听器成阵的可行性,为工程化应用奠定了基础。     

小波阈值去噪和FAR建模结合的MEMS陀螺数据处理方法

为解决MEMS陀螺输出信号中噪声大、随机漂移严重的问题,提出了一种小波阈值去噪和函数系数自回归FAR建模结合的MEMS陀螺数据处理方法。采用小波阈值去噪法对MEMS陀螺输出信号去噪,提高其信噪比;为克服常用的自回归AR模型无法解决MEMS陀螺随机漂移存在的非线性问题,引入FAR模型对MEMS陀螺的随机漂移进行建模。实验结果表明,此数据处理方法可有效抑制MEMS陀螺输出噪声,且与AR模型相比,FAR模型能更精确地对MEMS陀螺随机漂移进行建模及预测。