0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

如何将3D加速计和陀螺仪组合使用

电子设计 来源:互联网 作者:佚名 2018-08-07 09:49 次阅读

加速计陀螺仪是获取无人机、蜂窝电话、汽车、接收机和移动物联网设备中加速和旋转信息传感器选择。但加速计和陀螺仪都容易有误差,加速计可能出现噪音、陀螺仪可能出现漂移,因此要求设计师采用新颖的方法实现最高的精度。

方法之一是采用传感器融合。本文将对加速计和陀螺仪进行独立评估,以期发现这些噪声和漂移误差是如何发生的。接下来将介绍这两种传感器的示例,并说明如何利用传感器融合技术,将这两种传感器的结果结合在一起并减少这些误差的影响。

选择正确的传感器

加速计用于测量对物体施加的所有线性力,单位是毫伏/克 (mV/g)。移动的物体会展现出动态运动,例如加速度,并持续受到重力这一静态力。将加速计连接到物体上后,可以测量物体的加速度和作用于物体上的万有引力。但随着时间的推移,加速计容易出现位置误差。

图 1:配备 3D 加速计和 3D 陀螺仪传感器的无人机能够成功向地面控制装置提供位置反馈。(图片来源:维基百科和STMicroelectronics

陀螺仪可提供物体角速度随时间的变化率,单位是 mV/度/秒 (mV/deg/sec)。将陀螺仪连接到物体上后,传感器可以平稳测量物体的角度变化,但同加速计一样,随着时间的推移,陀螺仪也会出现稳定增大的角度误差。

很多加速计和陀螺仪采用微机电系统 (MEMS) 制造而成。在 MEMS 传感器的生产过程中,硅元件和机械元件被组合在同一块微米级硅基底上。这些器件中的主要元件是机械元件、感应机制和专用集成电路 (ASIC)。

作为加速计的 MEMS

单个 MEMS 加速计的结构采用固定硅板以及用于响应外力的机械弹簧(图 2)。

图 2:MEMS 加速计型号采用硅元件和机械元件,根据加速度的变化得出电容的变化。(图片来源:HowToMechatronics.com)

通用 MEMS 感应技术是使用片载可变电容器。在运动中,绿色的固定板保持静止,而橙色的重物沿加速度轴弯曲。通过这种运动,电容值 C1 和 C2 会随着固定板与重物之间距离的变化而变化。

图 3:一种 MEMS 加速计电容器结构特写。(图片来源:Digi-Key Electronics)

在数量上,C1 和 C2 值的变化取决于电容器板之间的距离 d(图 3)。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • mems
    +关注

    关注

    129

    文章

    3896

    浏览量

    190315
  • 陀螺仪
    +关注

    关注

    44

    文章

    777

    浏览量

    98554
  • 加速计
    +关注

    关注

    3

    文章

    126

    浏览量

    58412
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    评估加速陀螺仪,全方位了解噪音和漂移误差

    的精度。 方法之一是应用传感器融合。本文分别评估加速陀螺仪,以了解这些噪音和漂移误差是如何产生的。接下来介绍这两种传感器的示例,并说
    的头像 发表于 02-27 11:41 1.1w次阅读

    介绍加速度计陀螺仪的数学模型和基本算法

    本帖翻译自IMU(加速度计陀螺仪设备)在嵌入式应用中使用的指南。这篇文章主要介绍加速度计陀螺仪的数学模型和基本算法,以及如何融合这两者,侧重算法、思想的讨论介绍本指南旨在向兴趣者介
    发表于 08-09 06:46

    初识加速度计陀螺仪

    如何认识这个加速度呢?加速度计的原理是什么?什么是陀螺仪
    发表于 09-28 08:50

    如何结合加速度传感器和陀螺仪的数据呢

    加速度计检测什么?陀螺仪检测什么?如何将传感器ADC读取的数据转换为物理单位?如何结合加速度传感器和陀螺仪的数据呢?
    发表于 11-12 07:36

    加速度计陀螺仪互补滤波与卡尔曼滤波核心程序

    加速度计陀螺仪互补滤波与卡尔曼滤波核心程序
    发表于 01-22 21:11 51次下载

    加速度计陀螺仪区别

    现代移动及车载终端包含越来越多的传感器,陀螺仪加速、磁力、感光器等等,从原理上讲,这些传感器的本质都是相同的,都是把外部环境变化转化为通信系统可理解的电信号的过程。像温度
    发表于 11-14 08:42 4.3w次阅读

    LSM6DS3TR 3D数字加速度计3D数字陀螺仪的内置系统的数据手册

    LSM6DS3是一款内置系统,具有3D数字加速度计3D数字陀螺仪,可在高性能模式下以1.25毫安(高达1.6千赫ODR)的速度运行,并可始
    发表于 01-03 15:47 77次下载
    LSM6DS<b class='flag-5'>3</b>TR <b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>陀螺仪</b>的内置系统的数据手册

    如何始终打开3D加速3D陀螺仪LSM6DS3

    LSM6DS3是一个三维数字加速度计和三维数字陀螺仪系统,具有数字I2C/SPI串行接口标准输出,在复合正常模式下以0.9毫安的速度运行,在复合高性能模式下以1.25毫安(高达1.6千赫)的速度运行
    发表于 01-03 15:47 16次下载
    如何始终打开<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>加速</b><b class='flag-5'>计</b>和<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>陀螺仪</b>LSM6DS<b class='flag-5'>3</b>

    LSM6DSR 3D加速度计3D陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《LSM6DSR 3D加速度计3D陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:05 4次下载
    LSM6DSR <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    ASM330LHH 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《ASM330LHH 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:44 4次下载
    ASM330LHH <b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    LSM6DSO 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《LSM6DSO 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:27 0次下载
    LSM6DSO <b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    LSM6DSL 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《LSM6DSL 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:43 2次下载
    LSM6DSL <b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    ISM330DLC 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《ISM330DLC 3D数字加速度计3D数字陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:25 4次下载
    ISM330DLC <b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b>数字<b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    LSM6DSM 3D加速度计3D陀螺仪应用笔记

    电子发烧友网站提供《LSM6DSM 3D加速度计3D陀螺仪应用笔记.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:19 2次下载
    LSM6DSM <b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>陀螺仪</b>应用笔记

    LSM6DS3:始终开启的3D加速度计3D陀螺仪

    电子发烧友网站提供《LSM6DS3:始终开启的3D加速度计3D陀螺仪.pdf》资料免费下载
    发表于 07-31 10:20 4次下载
    LSM6DS<b class='flag-5'>3</b>:始终开启的<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>加速度计</b>和<b class='flag-5'>3D</b><b class='flag-5'>陀螺仪</b>