陆 超

(南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003)

PCA方法的运动轨迹检测算法研究

陆 超

(南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003)

以陀螺和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统称之为惯性导航系统，通过陀螺的输出建立导航坐标系，而加速度计的输出可以算出运动物体的速度和位置。MPU6050整合了三轴陀螺仪，三轴加速度器，磁力传感器或者其他传感器。它可含有两个I2C端口，可以进行数位运动处理，向运动端输出单一形式的数据流。针对运动传感器应用广泛的现状，提出了一种采用MPU6050模块的运动轨迹检测算法设计方案。轨迹检测的原理是加速度经过二重积分后可以得到位移。由于加速度传感器输出存在积累误差，采用了主成分分析(PCA)方法来抑制积累误差。用PCA进行特征提取，对运动状态下的加速度和速度进行修正，消除积累误差并重建轨迹。传感器的硬件平台搭建主控制器为STM32，通过MATLAB软件绘图功能，利用多组三个方向加速度值和三个方向角速度值来做出运动轨迹和解算姿态。实验结果表明：所述方法使得物体运动轨迹检测的精准度有所提高。

加速度传感器；主成分分析；轨迹检测；误差处理

0 引 言

MEMS加速度传感器[1]不受外界参考系的影响，非常适合应用于运动物体的空间轨迹检测。运动传感器[2]使用了惯性技术，能够探测人和物体的运动，通过分析处理接收到的数据来获得更多的信息。现在越来越多的掌上游戏机、手机以及运动和健身器材都开始增添运动检测功能，随着技术的进步，运动处理技术的应用前景不可估量。……