基于ADISl6355 MEMS的慣性測量組件系統設計

摘要：首先簡介ADISl6355AMLZ型MEMS的原理、構成及應用。在此基礎上，搭建一個硬件平臺，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行數據采集設計。經測試，該系統達到了預期設計要求。
關鍵詞：ADISl6355AMLZ；USB；AT89C513lA；慣性測量組件

運動目標跟蹤測量、視頻監控等各種實時測量系統在工業、生活中應用日益廣泛。然而在這些系統中存在一個共同問題；如何保持攝像機的穩定，處理在跟蹤過程中攝像機出現的抖動。傳統的方法是采用預先建立的數學模型在后期進行算法處理來糾正攝像機出現的抖動誤差，然而這種情況下要求建立的數學模型相當可靠，而實際處理產生的誤差也較大，雖然個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公司生產的ADISl6355AMLZ在攝像穩定中的作用，設計一個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個角速率信號、3個線加速度計信號、溫度傳感器信號、電源電壓信號和1個輔助的模擬輸入。ADISl6355AMLZ是一種微機械陀螺儀，屬于振動陀螺儀VG(Vibrat-ory Gymscope)。振動陀螺儀的基本工作原理都是產生并檢測哥氏加速度，即利用哥氏效應使陀螺的2個振動模態間產生能量轉換。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，屬于利用哥氏效應的振動陀螺儀。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合。ADISl6355AMLZ提供一個串行外部接口SPI，可對器件進行配置，獲得運行狀態與測量結果等；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目標過程中由于抖動而產生的誤差，并能較好解決在跟蹤過程中運動目標在攝像機視場中丟失的問題，與傳統的根據已建立的數學模型來處理目標丟失現象相比，準確度較高。