基于MEMS惯性器件的徒步个人导航仪设计与实现的中期报告.docx

基于MEMS惯性器件的徒步个人导航仪设计与实现的中期报告
本文基于MEMS惯性器件设计了一款徒步个人导航仪，并介绍了该导航仪的设计和实现过程。本文的中期报告主要包括两个方面：
一、设计方案
1.系统架构设计
本文的徒步个人导航仪采用了基于MEMS惯性器件的方案。系统的电路部分包括传感器模块、微处理器模块和显示模块三部分。其中传感器模块负责采集用户的步数、姿态、方向等信息，微处理器模块对传感器采集的数据进行处理和计算，并输出所需的信息给显示模块，最终通过显示模块将信息反馈给用户。
2.硬件设计
此系统硬件设计包括传感器模块、微处理器模块和显示模块三部分。传感器模块采用了MEMS惯性传感器和气压传感器，用以实现用户的步数、姿态、方向、高度等信息的获取；微处理器模块采用ST公司的STM32F103C8T6处理器，用于处理传感器采集的数据和输出信息；显示模块采用了0.96寸OLED模块，用户可以通过屏幕上直观的界面看到导航信息。
3.软件设计
本文的徒步个人导航仪软件设计采用Keil5作为开发环境，主要涉及STM32的固件库、I2C、SPI通信协议、姿态解算算法和GPS模块等。其中，姿态解算算法采用了卡尔曼滤波算法，由于该算法需要大量运算，因此采用了数据融合的方式，将多个惯性传感器的数据进行融合，提高姿态计算的精度和稳定性。
二、实际实现
1.系统整体实现
本文系统通电后，开始采集传感器数据，并通过I2C和SPI通讯将数据传递给微处理器模块进行处理。处理完成后，在OLED屏幕上输出导航信息。导航信息包括步数、当前方向、行走的距离、距离目的地的距离等。
2.实测结果
经过实际测试，本文的徒步个人导航仪的精度和稳定性都很好。在行走时，用户可以准确地看到当前的步数和行走的距离，方便用户控制行走的步伐和步速。同时，在导航过程中，用户可以实时的获取到目的地的距离、方位等信息，较好的完成导航任务。
总之，本文提出的基于MEMS惯性器件的徒步个人导航仪的设计实现，可行性较高，经过实测结果来看，导航精度和稳定性都很好。在后续的研究中，作者会进一步完善该导航仪的功能和性能，实现更好的性能表现。