基于mems加速度计和陀螺仪的倾角测量系统的研究

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1、密级！：公开中图分类号团全日制□非全日制＾續Ｉ斯Ｆ＾專硕：ｔ学位论文（专业学位）论文题目：基于化ＭＳ加速度计和陀巧仪的倾角測量系统的研究作者接名；周建凤专业学位类别；工程硕去专业学位领域；电子与通信工程研究方向；嵌入式系統指导教师；杨晚东提交日期；２０１５年１２月基于ＭＥＭＳ加速度计和陀巧仪的倾角测量系统的研究摘要、现今，微机电系统的不断发展带动了诸如加速度计陀螺仪等元件的相关应用。在许多应，越来越多的学者

2、致力于与其相关的研巧中用中、路面、，比如空间飞行器的惯性测量系统、设备安装化及建筑港口等王程机械领域都需要进行倾角的测量，虽然倾角传感器的测量精度较高，相对来说，微加速计和微陀螺仪的成本，但价格比较昂贵就低的多，且体积微小，稳定性和可靠性方面也较髙，因此使用微加一定的优势速计和微陀螺仪来组成倾角测量系统存在。大多数研巧仅使用微加速计进行倾角测量的构建，但由于加速计在高速运动过程中一，会受到运动加速度的影响，从而对角度的测量产生误差；另方面如果单独使用陀螺仪进斤角度测量，虽然

3、陀螺仪在离速运动中测量精度较髙，但最终要得到的角度是将陀螺仪测量的角速度通过巧分运算获取，因此将，在送过程中，误差便会因为陀螺仪的漂移而不断累积加速计和陀螺仪进行融合获取角度值是有必要的。鉴于此，本研巧首＂＂方面分析先从均值、标准差和极差值、比较互补滤波器、梯度下降法和卡尔曼滤波器这几种常用的融合方法的精确度，最终确定使用精确度最高的互补滤波器，将其应用于加速计信号和陀螺仪信号的融一。，合最终，提出了个低成本的、高精度的倾角检测系统使用ＡＤＵＣ７０２０型号的微控制器负责

4、处理惯性感测器测量到的信号，这是一其中最重要的环，负责读取传感器的信号，对传感器初始化、校准，１将加速度信号和角速度信号通过互补滤波器进行融合从而获取高精度的倾角信息等等。其中所使用的惯性感测器为型号ＭＰＵ９１５０的Ｈ轴加速度计和Ｈ轴陀螺仪，负责收集数据，微控制器处理数据之后再将最后计算得到的角度通过Ｂｌｕｅｔｏｏ化无线传输发送到ＰＣ端（通过ＭＦＣ编程实现的图形化界面）进行显示。关键字；微机电系统；加速度计；陀螺仪；信息融合；倾角检测２ＡＮＧＬＥＭＥＡＳＵＲＩ

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8、ｙｙ，ｇａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒａｎｄｇｙｒｏｓｃｏｅｔ；ｏｆｏｒｍａｎｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｓｔｅｍｈａｓｐｇｙｃｅｒｔａｉｎａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｍｏｓｔｓｔｕｄｉｅｓｂｕｉｌｄａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎｌｕｓｉｎｇｙｍｉｃｒｏａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｂ山ｂｅｃａｕ化化ｅａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒｗｏｕｌｄｂｅａｆｅｃ化ｄｂ，ｙｍｏｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ