基于ARM的航姿參考系統(tǒng)研究.pdf

1、在民用領(lǐng)域的電子玩具、三維仿真、運(yùn)動(dòng)檢測、機(jī)器人、VR游戲等方面，都急需一種低成本小型化航姿參考系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的航姿參考系統(tǒng)由于價(jià)格高、體積大的原因限制了在這些方面的應(yīng)用。隨著嵌入式系統(tǒng)的飛速發(fā)展和新型MEMS慣性元器件的出現(xiàn)，使得研究低成本小型化航姿參考系統(tǒng)成為可能。本文研究了一種基于ARM內(nèi)核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的航向姿態(tài)參考系統(tǒng)。本文首先介紹了航姿系統(tǒng)的基本理論及其工作原理，包括慣性系統(tǒng)中常用坐標(biāo)系的定義、姿

2、態(tài)角的定義、四元數(shù)法、旋轉(zhuǎn)矢量法，重點(diǎn)介紹了載體姿態(tài)測量的原理。通過對自適應(yīng)加權(quán)因子和預(yù)報(bào)殘差的研究，提出了一種基于指數(shù)漸消因子的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法。其次，介紹了基于嵌入式系統(tǒng)的微慣性航姿系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)。提出了硬件設(shè)計(jì)方案，并對各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)說明；同時(shí)也提出了軟件設(shè)計(jì)方案，重點(diǎn)介紹了基于ARM的航姿參考系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)方法。為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和可靠性，搭建了嵌入式實(shí)時(shí)測試平臺，詳細(xì)論述了Simulink/RTW生成可移植