基于ARM9的MTi微惯性航姿系统数据采集的实现.pdf

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1、第23卷第4期2010年7月机电产品开笈与纠新Development＆InnovationofMachinery＆Electrical}：、-odt：et8V01．23．No．4July．．201O文章编号：1002—6673(2010)04—09l—02基于ARM9的MTi微惯性航姿系统数据采集的实现王东，廖启征，魏世民，郭磊，王维Ctt：京邮电大学自动化学院，北京100876)摘要：提出了一种以$3C2440A微处理器为核心，利用RS-232实现对MTi微惯性航姿系统数据的采集．微处理器对采集到的数据进行处理、提取和存储，

2、并且提供了系统软件设计流程方法和实验结果。实验结果表明，系统运行稳定可靠，具有较高的实时性。关键词：微惯性航姿系统：MTi；ARM9；数据采集中图分类号：TP392文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1002—6673．2010．04．036TheImplementationofMTiMicroInertialAttitudeHeadingReferenceSystemDataAcquisitionBasedonARM9WANGDong。LlA0Qi—ZtMng，礤EIShi-Min。GUOLei．WANGWe

3、i(AutomationSchool，BeijingUniversityofPostsandTelecommunications，Beijing100876，China)Abstract：毗thesisnarrateshowtOdesignadataacquisitionsystembasedonMPU$3C2440forMTimicroinertialattitudeheadingreferencesystemthroughKS一232，andpresentstheprojectindetail．Theexperimentr

4、esultsshowthatthesystemisofhighreliabilityand11ighrealtime．Keywords：microinertialattitudeheadingreferencesystem；MTi：AtⅦ19；dataacquisition0引言MTi微惯性航姿系统应用了当今流行的MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)技术和微电子技术，将加速度计、陀螺仪、磁场强度计及相关数据处理电路融为一体。配以捷联式算法构建航姿系统AHRS(Atti—tudeHeadingRe

5、ferenceSystem)．更能为载体提供横滚角、俯仰角、偏航角。因此，该传感器在军事及民用的姿态控制、惯性导航等领域具有广阔的应用前景。本文简述了如何利用$3C2440微处理器对MTi微惯性航姿系统的原始数据进行采集、处理及存储的方法，并给出实验结果。方便了对原始数据的后续处理。1MTi微惯性航姿系统1．1MTi系统构成MTi系统的三种关键器件组成：硅微机械加速度计、硅微机械振动式陀螺、3轴磁场强度计。其中加速度计三只，分别测量X、Y、Z三个方向的线加速度；陀螺三只。分别测量X、Y、Z三个方向的旋转角速度；收稿日期：201

6、0—06—30作者简介：王东(1983-)，男，辽宁丹东人，硕士研究生。主要研究方向：机器人技术。磁场强度计测量地球磁场强度。并且MTi系统装有温度传感器，各个传感器统一经过内部DSP进行信息融合，通过串行总线对外输出f1】。MTi系统组成，如图l所示，传感器安装如图2所示。圆～．L竺!!!!r¨网{j鬻琵{n铡，：l般}．‘{DSP卜黼}：pD磁场强度州‘L—一i衄n⋯I⋯网⋯⋯j图1MTi系统组成图图2传感器安装示意图Fig．1DiagramofMTisystemFig．2Mounringlocationstructure

7、ofsensors1．2MTi系统工作状态及数据通信协议MTi系统有配置和测量两种状态田。在配置状态中。MTi系统的各种参数设置能够被查询和重置；在测量状态中．MTi系统依照当前的配置状况。输出数据。图3给出了MTi系统各状态之间的关系。在上电后进入WakeUp程序，在500ms内。在没有响应WakeUpAck消息时，MTi以默认方式进入测量状态；在500ms内，当有WakeUpAck消息时，进入配置状态。配置和测量两种状态之间也可以用GoToConfig和GoToMeasurement消91．制造业信息化·息进行状态切换。M

8、Ti系统所用标准通讯协议：其中50字节数据中包含36字节校准后数据；12字节欧拉角数据。36字节校准后数据分别为X厂Y／Z加速度(acc)、转率(gyro)、磁场(mag)；12字节欧拉校准后数据分别为横滚角(m11)、俯仰角(pitch)、偏航角(yaw)。l撕0xFA0x