基于A(yíng)DISl6355 MEMS的慣性測量組件系統設計

摘要：首先簡(jiǎn)介ADISl6355AMLZ型MEMS的原理、構成及應用。在此基礎上，搭建一個(gè)硬件平臺，采用內置USB控制器的AT89C513lA型單片機作為主控制器，控制ADISl6355AMLZ并采集、存儲數據。并對慣性測量組件系統進(jìn)行數據采集設計。經(jīng)測試，該系統達到了預期設計要求。
關(guān)鍵詞：ADISl6355AMLZ；USB；AT89C513lA；慣性測量組件

運動(dòng)目標跟蹤測量、視頻監控等各種實(shí)時(shí)測量系統在工業(yè)、生活中應用日益廣泛。然而在這些系統中存在一個(gè)共同問(wèn)題；如何保持攝像機的穩定，處理在跟蹤過(guò)程中攝像機出現的抖動(dòng)。傳統的方法是采用預先建立的數學(xué)模型在后期進(jìn)行算法處理來(lái)糾正攝像機出現的抖動(dòng)誤差，然而這種情況下要求建立的數學(xué)模型相當可靠，而實(shí)際處理產(chǎn)生的誤差也較大，雖然個(gè)別系統也采用慣性測量組件，但大都功能單一、精度較低。這里主要針對ADI公司生產(chǎn)的ADISl6355AMLZ在攝像穩定中的作用，設計一個(gè)高精度的慣性測量組件系統。將其應用在需要攝像穩定的跟蹤、監控攝像機上，可以準確記錄出現的抖動(dòng)誤差，有效提高測量精確度。

1 ADISl6355AMLZ概述
1．1 ADISl6355AMLZ的基本原理
ADISl6355AMLZ是ADI公司生產(chǎn)的一款數字輸出、全溫校準的高性能、微慣性測量系統。其輸出為SPI串行接口，提供3個(gè)角速率信號、3個(gè)線(xiàn)加速度計信號、溫度傳感器信號、電源電壓信號和1個(gè)輔助的模擬輸入。ADISl6355AMLZ是一種微機械陀螺儀，屬于振動(dòng)陀螺儀VG(Vibrat-ory Gymscope)。振動(dòng)陀螺儀的基本工作原理都是產(chǎn)生并檢測哥氏加速度，即利用哥氏效應使陀螺的2個(gè)振動(dòng)模態(tài)間產(chǎn)生能量轉換。哥氏加速度在旋轉坐標系中表征加速度，與旋轉坐標系的旋轉速率成比例。
1．2 ADISl6355AMLZ的基本構成
ADISl6355AMLZ是ADI公司MEMS器件ADISl635X系列的角速度、加速度測量傳感器，其核心傳感器部件均采用iMEMs技術(shù)，屬于利用哥氏效應的振動(dòng)陀螺儀。輸出零偏穩定性為O．015(°)／s，角度隨機游走為4．2(°)／s，而其溫度系數則為O．008(°)／s／℃，因此適用于角度精度要求較高的場(chǎng)合。ADISl6355AMLZ提供一個(gè)串行外部接口SPI，可對器件進(jìn)行配置，獲得運行狀態(tài)與測量結果等；對外部供電要求不高，內部自帶高精度穩壓電路，外圍電路較少。

2 慣性測量組件系統設計
這里主要利用ADISl6355AMLZ在攝像穩定方面的重要作用，可有效校正攝像機在跟蹤運動(dòng)目標過(guò)程中由于抖動(dòng)而產(chǎn)生的誤差，并能較好解決在跟蹤過(guò)程中運動(dòng)目標在攝像機視場(chǎng)中丟失的問(wèn)題，與傳統的根據已建立的數學(xué)模型來(lái)處理目標丟失現象相比，準確度較高。