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基于加速度传感器的运动物体轨迹检测系统的研究
资料介绍
运动轨迹检测在行走距离估计、导航系统、人机交互等领域具有广泛应用，广阔的市场需求对轨迹检测系统的成本和精度提出了更高的要求。传统的系统解决方案多采用外部观测的方法，虽然精度较高但是设备复杂、成本较高，有一定的局限性。而基于MEMS加速度传感器的运动轨迹检测系统具有体积小、易携带、成本低的特点，符合大规模民用和商用的需求。
轨迹检测的原理是加速度经过二重积分后可以得到位移。本文采用三轴加速度传感器ADXL345测量运动加速度。为了感应运动方向的变化，在系统中加入了三轴陀螺仪L3G4200D检测角速度，用四元数法计算角速度得到表示方向变化的旋转矩阵。为了降低误差，系统采用 Kalman 滤波滤除随机噪声，并提出了一种自适应补偿算法对积分产生的积累误差做出补偿。
硬件系统采用单片机STC12C5A60S2作为主控芯片，把传感器采集到的加速度和角速度通过串口传输给上位计算机。系统算法全部在PC机中的MATLAB环境下实现。最终的实验结果表明本系统可以在一定程度上提高运动轨迹检测的精度，但要达到实际应用的程度仍需进一步努力。
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