基于六轴MEMS器件姿态测量系统

2021-06-30高国伟

计算机测量与控制 2021年6期

景希,高国伟,2

(1.北京信息科技大学传感器北京市重点实验室，北京 100101;2.北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室，北京 100101)

0 引言

随着MEMS技术的日益发展，MEMS(micro electromechanical system)的加工工艺应用在一些惯性器件，陀螺仪是一种能够敏感载体角度或角速度的惯性器件[1]。传统的陀螺仪是利用高速转动的物体具有保持其角动量的特性来测量角速度的，传统机械陀螺仪由于在制作上成本较高，而且体积较大，寿命短，不适合用于批量生产，限制了其应用，一般仅用于导航方面，而MEMS陀螺仪利用科里奥利力[2]，可以感知载体的转动角速率，有更好的性能，微细的加工工艺大幅度地减小了体积，降低了生产成本，功耗低，质量轻，拓展了应用领域，除了复杂的导航、军工领域，在摄像机、运动机械、汽车等领域也发挥了较大的作用[3]。

照相机拍摄时需要稳定的拍摄环境才能有清晰的拍摄效果，目前除了照相机内部有防抖动模式和动态模式，还有很多工具能够帮助稳定相机，比如豆袋、吸盘支架、三脚架等。三脚架是稳定相机最好的装置，性能较高的三脚架价格也比较昂贵，一般用于专业影视剧拍摄，比如美国欧克诺品牌一款云台三脚套装，金额高达十六万。本文讨论捷联式测量系统，将惯性器件陀螺仪和加速度计模块固定在三脚架上，可以测量三脚架静态姿态，保持其稳定拍摄。