基于ARM的MEMS捷联惯导系统数据采集与标定技术研究的任务书.docx

基于ARM的MEMS捷联惯导系统数据采集与标定技术研究的任务书
任务书
一、课题背景
MEMS（Micro-Electro-MechanicalSystem，微机电系统）技术是一种新兴的跨学科领域，它将微电子技术、微机械技术、光学技术、化学技术、热学技术等多种技术有机地结合在一起，形成了一种新的微纳加工技术，常用于制造传感器和执行机构。MEMS惯导系统是一种利用MEMS技术制造的惯性测量单元（IMU，InertialMeasurementUnit），可以测量移动物体在空间内的加速度和角速度，常用于飞行器、机器人和汽车等自主导航应用中。
随着MEMS惯导系统的应用越来越广泛，对其精度要求也越来越高。然而，MEMS惯导系统的精度往往受到许多因素的影响，如硬件电路的误差、环境温度的变化、零飘漂移等。因此，对MEMS惯导系统进行数据采集和标定是非常重要的，可以提高其测量精度和稳定性，保证其可靠性和准确性。
二、主要研究内容和目标
本课题旨在研究基于ARM的MEMS捷联惯导系统数据采集与标定技术，具体研究内容如下：
1.设计基于ARM的数据采集系统，包括模拟信号采集、数字信号处理和数据存储等功能。
2.利用MEMS惯导传感器，采集移动物体在空间内的加速度和角速度数据。
3.对采集到的数据进行预处理和滤波处理，去除噪声和干扰。
4.对采集到的数据进行标定，精确定位空间坐标系和本体坐标系之间的转换关系。
5.通过实验验证技术的可靠性和精度，如误差分析、稳定性分析等。
本研究旨在实现以下目标：
1.设计出一套完整的基于ARM的数据采集系统。
2.采集到高质量的加速度和角速度数据，并通过预处理和滤波处理提高数据质量。
3.通过标定技术，精确定位空间坐标系和本体坐标系之间的转换关系，提高惯导系统的测量精度和稳定性。
4.验证技术的可靠性和精度，保证实验结果准确可靠。
三、研究方法
本研究采用以下研究方法：
1.文献调研法。了解MEMS惯导系统的基本原理、技术特点和应用范围，了解国内外相关研究进展和实际应用情况，为研究方法和方案的制定提供依据。
2.仿真实验法。采用MATLAB进行仿真实验，比较不同的滤波算法和标定方法的优劣，评估其对MEMS惯导系统精度的影响。
3.硬件实验法。设计基于ARM的数据采集系统，采用MEMS惯导传感器进行实验采集，并进行数据处理和标定，验证技术的可行性和精度。
四、预期成果
1.研究报告一篇，包括研究背景、目的、方法、结果和结论等内容，5000字左右。
2.设计一套完整的基于ARM的MEMS惯导系统数据采集与标定技术，并具有可行性和实用性。
3.实现对MEMS惯导系统的数据采集、预处理和标定，并验证其可靠性和精度。
四、研究进度安排
本研究总时长为6个月，计划工作进度安排如下：
第1-2个月：文献调研和问题分析；
第3-4个月：设计基于ARM的数据采集系统，采集和处理MEMS惯导系统数据；
第5个月：对采集到的数据进行标定，验证标定技术的可行性和精度；
第6个月：撰写研究报告，总结研究成果。
五、参考文献
1.赵亚平,卢晓敏.MEMS惯性传感器技术及其在惯导导航中的应用[J].仪器仪表学报,2002,23(4):435-443.
2.张钰,徐伟民.基于MEMS的惯性传感器标定及其应用[J].机械工程师,2010,31(3):21-24.
3.王鹏,李俊青,冯蓉,等.基于MEMS惯性器件的惯性导航系统研究[J].自动化仪表,2011,32(11):46-49.
4.杨明,陈锦平.MEMS传感器误差及其校准方法[J].微电子学,2008,9(7):451-456.
5.刘超,杜旭东,刘志鹏.基于MEMS惯性单元的运动测量系统[J].传感器技术,2014,27(7):9-13.