基于Blackfin531的惯性跟踪模块的设计
| 摘要 | 第1-5页 |
| Abstract | 第5-10页 |
| 第一章 绪论 | 第10-14页 |
| ·惯性跟踪技术概述 | 第10-11页 |
| ·常用的惯性跟踪传感器及其配置方法 | 第11-13页 |
| ·本课题的研究内容 | 第13-14页 |
| 第二章 惯性跟踪模块的硬件设计 | 第14-31页 |
| ·硬件模块总体设计方案 | 第14-15页 |
| ·惯性传感器模块电路设计 | 第15-21页 |
| ·惯性传感器的安装配置与芯片选取 | 第15-16页 |
| ·陀螺仪模块电路设计 | 第16-19页 |
| ·ADXL330 加速度计电路设计 | 第19-21页 |
| ·模数转换模块电路设计 | 第21-24页 |
| ·模数转换芯片的选取 | 第21页 |
| ·AD7998 的基本参数 | 第21-22页 |
| ·AD7998 电路设计 | 第22-23页 |
| ·AD7998 与DSP 的连接 | 第23-24页 |
| ·无线通信模块电路设计 | 第24-27页 |
| ·nRF24L01 的简介 | 第25页 |
| ·nRF24L01 的基本电路设计 | 第25-26页 |
| ·PCB 天线设计 | 第26-27页 |
| ·Blackfin531 模块电路设计 | 第27-29页 |
| ·电源模块电路设计 | 第29-30页 |
| ·小结 | 第30-31页 |
| 第三章 惯性跟踪模块的基础软件设计 | 第31-51页 |
| ·定时器软件设计 | 第32-35页 |
| ·Blackfin531 内部时钟设置 | 第33-34页 |
| ·Blackfin531 定时器设置 | 第34-35页 |
| ·模数采样软件设计 | 第35-39页 |
| ·AD7998 的接口协议与时序 | 第35-37页 |
| ·AD7998 的内部寄存器与采样流程 | 第37-39页 |
| ·无线通信软件设计 | 第39-45页 |
| ·nRF24L01 的接口协议和时序 | 第39-41页 |
| ·nRF24L01 的指令与寄存器操作 | 第41-42页 |
| ·nRF24L01 的通信软件设计 | 第42-45页 |
| ·上位机软件设计 | 第45-50页 |
| ·ATMEGA128 下软件设计 | 第45-46页 |
| ·上位机显示界面设计 | 第46-50页 |
| ·小结 | 第50-51页 |
| 第四章 惯性跟踪模块的数据处理 | 第51-66页 |
| ·卡尔曼滤波器的模型 | 第51-54页 |
| ·卡尔曼滤波器简介 | 第51-52页 |
| ·离散型卡尔曼滤波基本方程与更新过程 | 第52-54页 |
| ·陀螺仪的卡尔曼滤波设计 | 第54-61页 |
| ·陀螺仪噪声的预处理 | 第54-57页 |
| ·陀螺仪噪声的建模 | 第57-59页 |
| ·有色系统噪声的卡尔曼滤波方程的建立 | 第59-61页 |
| ·加速度计的卡尔曼滤波设计 | 第61页 |
| ·惯性数据的积分算法 | 第61-65页 |
| ·积分算法的选取 | 第62页 |
| ·陀螺仪的转动测试 | 第62-64页 |
| ·加速度计的移动测试 | 第64-65页 |
| ·小结 | 第65-66页 |
| 第五章 惯性跟踪算法的实现 | 第66-77页 |
| ·惯性跟踪算法流程 | 第66页 |
| ·参考坐标系的选取与初始对准 | 第66-67页 |
| ·参考坐标系中物体位置和姿态的定义与矢量变换 | 第67-69页 |
| ·参考坐标系中物体位置与姿态的定义 | 第67-68页 |
| ·跟踪坐标系至参考坐标系坐标的矢量变换 | 第68-69页 |
| ·姿态跟踪算法 | 第69-73页 |
| ·四元数算法 | 第70-71页 |
| ·方向余弦算法 | 第71-73页 |
| ·四元数和方向余弦算法的比较 | 第73页 |
| ·位置跟踪算法 | 第73-74页 |
| ·实验结果与分析 | 第74-76页 |
| ·小结 | 第76-77页 |
| 第六章 总结与展望 | 第77-79页 |
| ·主要研究工作 | 第77页 |
| ·尚待进一步研究的问题 | 第77-79页 |
| 致谢 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-82页 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 | 第82-83页 |
| 附录 | 第83-84页 |
