基于信息融合理論的多MEMS慣性傳感器數(shù)據(jù)處理方法研究.pdf

1、近年來(lái)，伴隨著不斷發(fā)展的微機(jī)電（Micro-Electro-Mechanical System，簡(jiǎn)寫(xiě)為MEMS）傳感器技術(shù)、信息融合理論、普適計(jì)算技術(shù)等，人機(jī)交互技術(shù)也發(fā)生了翻天覆地的變化，由以往的人去適應(yīng)計(jì)算機(jī)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)適應(yīng)人。以人為中心的交互理念要求一種更加自然、高效、透明的交互技術(shù)?；诙郙EMS慣性傳感器信息融合的3D交互以其靈活、高效、自然等特性，逐漸成為人機(jī)交互領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　由MEMS三軸加速度計(jì)、陀螺儀

2、、磁羅盤(pán)組成的MARG(Magnetic，AngularRate，and Gravity)傳感系統(tǒng)在3D交互領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用前景。但是由于MARG傳感系統(tǒng)不可避免地受到重力加速度干擾和積分累積誤差等影響，利用采集到的未經(jīng)處理的數(shù)據(jù)去做3D交互，效果往往是差強(qiáng)人意甚至面目全非。本文結(jié)合項(xiàng)目工作，對(duì)信息融合理論及數(shù)據(jù)融合算法進(jìn)行了深入了解，在此基礎(chǔ)上，融合三個(gè)傳感器信息以提高數(shù)據(jù)精度和系統(tǒng)可靠性。首先對(duì)單個(gè)傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分

3、析和EMD（Empirical Mode Decomposition，即經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解）分解處理，再利用磁羅盤(pán)信號(hào)對(duì)三軸陀螺儀信號(hào)進(jìn)行校正，從而得到準(zhǔn)確的姿態(tài)信息，利用三軸陀螺儀數(shù)據(jù)剔除重力加速度在三軸的分量，利用擴(kuò)展零速度補(bǔ)償算法消除積分累積誤差，最終獲得比較準(zhǔn)確的三軸加速度信號(hào)，為后續(xù)的軌跡還原提供真實(shí)可靠的高精度數(shù)據(jù)支撐。最后本文通過(guò)搭建的硬件平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)處理程序，并利用MATLAB仿真試驗(yàn)證明了該數(shù)據(jù)融合處理方法的有效性，切實(shí)