基于IMU的无线姿态采集系统设计

本文针对行为分析中姿态识别问题,提出并设计了一款基于IMU的无线姿态采集系统.首先,采用9轴IMU、STM32L0主控以及低功耗蓝牙模块设计了大小仅为7×7×3 mm的小体积、低功耗无线姿态识别硬件环境;其次,设计上位机软件接收、解析以及保存姿态数据;最后,通过小鼠跑台实验对所设计姿态采集装置进行验证,IMU采集姿态数...     

基于MARG传感器的长跑上肢姿态检测算法设计

随着可穿戴设备在运动健康领域的广泛应用,针对长跑运动姿态分析方面,本文基于四元数的乘性扩展卡尔曼滤波算法(MEKF)进行改进,利用MARG传感器采集长跑运动中的上身姿态,进一步完善了仅从足部姿态判断跑姿的方法.经实验分析,与一般方法相比,该算法提高了针对长跑姿态的检测精度,并且对错误的姿势动作给予矫正建议.     

基于扩展卡尔曼滤波算法的飞行器姿态测量系统

针对常规卡尔曼滤波算法在飞行器姿态测量系统中存在局限性,采用扩展卡尔曼滤波算法(Extended Kalman Filter,以下简称EKF)作为飞行器的姿态测量算法,使用欧拉角描述姿态建立飞行器姿态测量模型,将陀螺的连续测量值作为飞行器的短期姿态,同时用GPS的测量值作为飞行器的长期姿态校正信息.通过数学仿真证明在一定条件下该滤波器有较高的滤波精度,能够更加准确的得到姿态测量值.     

基于九轴惯性传感器的运动姿态系统设计

文章首先介绍了运动指标采集系统的整体技术框架,阐明数据传输方面的技术方案按照室内与户外分为两种,室外则是先将数据存入SD卡,事后拷入计算机的方式;室内采用wifi模块+路由器方式。接下来,论述了硬件平台的设计;然后论述硬件程序设计,包括:主程序、数据存储程序和无线通信程序。最后,描述了计算机软件数据采集功能的设计与实现。     

基于OpenGL的载体姿态实时显示系统设计

针对目前实时姿态显示系统在数据通信和数据显示等方面的不足,设计并完成SINS实时姿态测量系统。在介绍该系统原理和组成的基础上,着重阐述了系统上位机软件的设计方法和流程。通过多缓存、数据连接等手段解决了数据实时通信过程中产生的数据错帧、丢帧等问题。同时利用OpenGL较好实现了数据的实时显示和三维姿态显示。通过功能测试实验,验证了系统的预期功能,且实时数据显示直观、流畅。     

基于传感器实验台的数据采集系统设计

为了解决原有杭州赛特公司生产的CSY型传感器实验台功能单一、专用性强的缺点,提高实验仪器的使用率,将传感器实验台输出的标准电压信号通过PCIl711数据采集卡送入PC机进行数据显示与数据处理,从而实现信号的自动检测.主要介绍数据采集系统的硬件组成及在VB环境下数据采集系统的程序设计.该系统人机界面友好,操作简单方便,已成功应用于实验教学中,效果良好.     

基于激光传感器的人体运动距离测定方法

激光传感器测量人体运动距离过程中,发射器容易受到频率干扰,导致出现人体特征数据丢失的情况,抗干扰性较差,为此提出了基于激光传感器的人体运动距离测定方法。分析人体运动特征,提取人体运动特征轮廓,使用卡尔曼滤波方法跟踪人体,获取人体运动位置最优解,确定人体运动位置后,确定激光传感器光路,保证光斑清晰,并通过计算人体运动距离实现所提方法的理论研究。测试结果表明,所提基于激光传感的人体运动距离测试方法具有良好的有效性,人体轮廓描绘准确度高于98%,在存在干扰的情况下,测距数据精准度高于96%,抗干扰性较强,具有更高的可行性。     

基于D-GPS/IMU的组合导航方法研究与分析

研究了一种新的双GPS单元与IMU惯性测量单元组合结构(D-GPS/IMU)的导航应用问题;基于D-GPS/IMU的动力模型结构,分析了其状态空间的可观测性能,提出并证明了系统完全可观测的条件;最后,通过仿真实验,结果表明,该方法收敛稳定且快、组合误差小,具有一定的实用性。     

基于主从惯导技术的航姿系统研究

为了解决目前越来越多的载体需要多个部位姿态的测试问题,研发一种低成本、小体积的系统,其以低精度惯性测量单元为基础,利用已有主惯导传递的信息为观测量,通过卡尔曼滤波算法修正纯惯性情况下姿态发散问题,提高系统测量精度,满足使用要求。该系统以零位漂移100(°)/h的石英微机械陀螺仪和偏置稳定性1×10-4 g的石英挠性加速度计为惯性测量器件,配以高速导航计算机,通过融合主惯导信息,达到了系统俯仰角及横滚角小于0.1°的精度。目前该系统已在相关项目上得到验证,满足使用要求。     

基于PCI-e接口的红外图像实时显示与存储系统设计与实现

为实现红外预警系统中高速图像的实时显示和存储功能,以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA 芯片为核心处理器设计高速红外图像实时显示与存储系统,系统首先通过光纤端口接收高速图像数据,将数据复制后分两路通过PCI-e接口分别发送至控制计算机以进行显示和存储。设计过程中光通信模块与PCI-e通信模块通过FPGA内核实现,不需要额外采用相关控制芯片,从而减少了系统功耗,增强了系统集成性。实验结果表明,通过PCI-e接口实现处理系统与计算机间通信较传统的PCI接口能大幅提高通信速率,采用x1模式时,实际通信速率可达784 MByte／s,满足红外预警系统实时性方面的要求。     

基于双星敏感器的船体姿态测量系统设计

提出了一种基于双星敏感器的船体姿态测量系统。本系统采用两台大视场高精度CCD星敏感器,一台指向船艉,一台指向左舷,组合定姿达到提高横摇角测量精度的目的。选用TH7888A作为CCD传感器,成像后经实时图像处理器提取星点目标位置、灰度信息传给数据处理计算机,通过星图识别、姿态确定获取地心惯性坐标系下视轴指向,经岁差、章动、极移、船位、蒙气差等修正,获得惯导地平系下姿态矩阵。依据标定的星敏感器与甲板坐标系安装矩阵,解算船体姿态角,将两台星敏感器解算的姿态角进行融合,达到获取三个高精度船体姿态角的目的。实验表明,该系统航向、纵摇及横摇测角精度分别达到8.46″、7.16″及5.11″,测量精度高、自主性强且能不随时间漂移。     

基于TMS320C6711的图像处理系统设计

介绍了一种基于TMS320C6711的图像处理系统的工作原理,给出了包括系统硬件设计、软件编程,以及图像的上传和回放的实现方法.实现了对视频图像的采集、处理、显示以及系统与PC机之间图像数据的交换.     

红外预警实时图像处理系统设计与实现

以Xilinx公司的Virtex 5系列FPGA与TI公司TMS320C6455型高速DSP为核心处理器设计多核架构的应用于周扫式红外预警系统的实时图像处理平台。设计过程中,在FPGA内部引入多路扫描机制取代传统周扫式红外预警实时图像处理系统所采用的等待机制以改善系统的实时性;处理器间按SRIO协议实现高速通信,最终处理结果通过PCI-e传输模式发送至主控计算机。实验表明,所设计平台能够满足周扫式红外预警系统实时性要求且在反应时间、虚警率和漏警率方面优于传统实时图像处理平台。     

基于机器视觉的电子连接器检测系统的设计

介绍了电子连接器检测的方法及原理,研究开发了基于机器视觉的电子连接器检测系统。针对实际的目标图像通过图像滤波、图像分割、图像匹配、边缘提取、纹理变换、颜色识别等多种方法处理,得到电子连接器缺陷完整的几何特征,从而实现自动化检测。实验证明,系统的检测结果与人眼检测结果相符,不仅保证了检测的准确性,而且大大提高了电子连接器检测的效率。     

基于DSP的步进电机控制系统设计研究

步进电机作为感应电机的一种,通过系统的电子电路来进行分时供电、时序电流控制等,以保障电机的连续性工作。因此,对步进电机控制模块进行了论述,对步进电机的驱动原理及实现方式进行了分析,并从硬件与软件方面对步进电机控制系统的设计形式进行了研究。     

基于DSP和CPLD的雷达终端显示系统设计

介绍了一种雷达的显示控制和数据处理平台,分析了主要的硬件选择。整个系统由CPLD控制时序,用DSP对视频数字图像进行处理,并采用乒乓存储的方式实现了实时显示图像信息的目的。     

基于机器视觉的PCB缺陷检测系统设计与研究

针对工业领域高速高精度的要求,设计了基于机器视觉的PCB缺陷检测系统的总体结构,着重阐述了视觉检测系统的原理,讨论了相关的图像处理、检测及识别算法,重点运用数学形态学及模式识别方法完成检测识别.仿真实验均在Matlab下编程实现,仿真结果证明了该方法的可行性,采用该方法能够有效的检测、定位并识别出PCB光板上的短路和断路缺陷.