智能陀螺仪系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

近年来，随着计算机技术、图像处理技术以及人工智能技术等的不断发展，摄像系统的应用越来越广泛，人们对摄像系统成像质量的要求也越来越高。在实际生活中，摄像系统周边环境的变动经常导致图像发生倾斜等变化，大大影响成像效果。因此，本文设计了一种基于stm32和六轴陀螺仪mpu6050的姿态感知平台系统，可以实现对运动物体运动空间角度的测量，可用于电子稳像来减少外界对平台上摄像设备的干扰。

陀螺仪在我们日常生活中有着广泛的应用，除了传统的的机械式陀螺仪，还有光纤陀螺仪和mems微机电陀螺仪等。近年来随着陀螺仪技术的不断发展，陀螺仪被广泛应用在智能手机、gps定位等方面中，笔者通过对相关的专利和论文检索，随着近年来mems陀螺仪技术的不断发展，陀螺仪在自稳定平台和防抖领域的应用已经成为陀螺仪最有前景的发展方向之一。稳定平台的基本功能是隔离平台或载体角运动的干扰，使系统的被稳定对象在空间内保持稳定。稳定平台在军事和民用工业上有着广泛的应用前景。比如军事中雷达监测以及坦克等载具行进时的稳定设计等，民用工业中的卫星通讯等方面。在国外，陀螺稳定平台于上世纪四十年代诞生，最早应用在手持望远镜和瞄准镜中，随后为了减少坦克等载具在行进中对射击的影响，将陀螺稳定平台广泛用于军事中。随着军事和民用工业的要求越来越高，国外在陀螺仪稳定技术上向着质量轻，传感器小，稳定精度高的数字化方向发展。国内的陀螺仪稳定系统虽然也得到了很大的发展，但是由于起步较晚，在稳定精度上与国外还有一定的差距。研究表明，除了机械结构和加工安装的精度之外，优化的控制算法和陀螺仪的随机误差和噪声也是影响稳定精度的重要因素。因此本文除了构建陀螺仪稳定平台，进行上位机与下位机的设计之外，也对控制算法和误差和噪声的减弱和消除进行了研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计基本内容

本文设计了一种基于六轴陀螺仪mpu6050和stm32控制器的姿态感知平台，可以实现姿态感知和跟踪两个功能。姿态感知即当平台位置姿态发生变化时，通过mpu6050陀螺仪感知运动的角速度信号，通过stm32数据处理和串口发送至上位机显示转动角度，流程图如图2.1.1；跟踪即当需要平台完成给定的运动时，可通过上位机发送控制指令至stm32，随后控制电机带动平台运动，直至陀螺仪输出的位置姿态信号与给定信号一致，流程图如图2.1.2。

3. 研究计划与安排

第1-2周：进行稳定平台机械机构的设计

第3-4周：进行电机的建模和选型

第4-6周：优化pid控制算法并进行仿真

4. 参考文献（12篇以上）

1.《光纤陀螺仪在稳定平台上的应用》 赵友 2011年

2.《基于dsp和陀螺仪的智能自稳定摄像系统》杨欢2012

3.《基于mems陀螺仪的稳定平台关键技术研究》 赵灵2013