基于MPU6050的INS惯性导航和实时姿态检测系统.pdf

业务规则发现及其引擎应用研究 基于 MPU6050 的 INS惯性导航和实时姿态检测系统 1. 项目目标及功能说明 1.1 项目目标 学习使用正点原子探索者开发板， 并熟悉开发板上的 MPU6050六轴传感器的 工作原理和各函数的调用过程。 同时学习开发板的扩展接口， 尝试在开发板上扩 展蓝牙模块，并实现开发板与手机等含有蓝牙模块的电子设备通过蓝牙连接并进 行数据的传输。 在完成上述内容的基础上， 实现将 MPU6050六轴传感器的加速度 计和陀螺仪的数据传送到手机上， 在手机上实现陀螺仪的变化效果展示。 同时通 过串口将 MPU6050数据传送到电脑上，通过 Matlab 编程处理数据，实现惯性导 航的简单展示。 1.2 系统功能说明 系统最主要的功能有两个： 一个是在手机端能够展示开发板上 MPU6050陀螺 仪的姿态变化， 通过一个立方体的转动来表示陀螺仪的转动； 另一个是在电脑端 能够读取 MPU6050的数据，并通过对数据的处理还原数据中存储的 MPU6050的姿 态变化，简单展现出惯性导航的效果。 在实现系统最主要的两个功能过程中， 还需要实现一些基础功能。 开发板能 够通过蓝牙与手机连接并传输数据； 开发板能够通过串口将数据发送出去； 在电 脑端能够读取开发板上串口输出的数据等。 页脚内容 1 业务规则发现及其引擎应用研究 2. 需求分析 惯性导航系统用于各种运动机具中，包括飞机、潜艇、航天飞机等运输 工具及导弹，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。 但是，存在一种情形： 卫星一旦突然因故障、 敌方打击或干扰 （如太阳风暴）等原因无法提供服务， 这对依赖 GPS、北斗等卫星导航系统作为唯一 PNT（Position 、Navigation 、Time） 信息来源的系统来说可能是致命的灾难。 作为目前为止卫星导航系统最好的备援——惯性导航系统 （INS），将于届时 发挥出巨大的作用， 其精度完全可以媲美 GPS等卫星导航系统。 并且它不需要外 部参考就可确定当前位置、 方向及速度，从而使它自然地不受外界的干扰和欺骗。 定位、导航和授时服务对军队而言就像氧气对人类一样不可或缺， 因此通过 研究新机理、研制新设备、开发新算法，以摆脱人员和系统设备对 GPS的依赖， 具有极大的战略意义。 姿态监测系统可广泛应用于关键资产姿态变化的无线实时监控。由于目 前移动智能终端设备的数量和质量逐步提升， 因此，通过计算机上传统的上位机 软件进行姿态监测，逐渐暴露出了自身的缺点——串口传输无法实现无线监测、 计算机相比智能终端便携性极差。 因此，使用无线传输（蓝牙、红外、 WIFI 、GSM等）的技术，开发一款在移 动智能终端可以实时显示物体姿态的应用， 具有很高的实用价值和广泛的市场应 用前景。 页脚内容 2