基于STM32和数字三轴加速度传感器的倾角测量文献综述
2020-03-28 12:12:48
文 献 综 述
一、倾角测量的实际应用:
物体在运动中的倾角是描述物体运动状态及特征的重要参数。在很多应用领域中,经常需要测量某个物体是否处于水平、垂直位置或者与水平面的夹角,并且通过对测得的数据的分析和处理,实现对系统的监测控制[1]。
倾角测量在现实生活中的应用有很多,如建筑施工中的质量检测,船舶、飞机、汽车等的姿态控制,地震、山体滑坡、雪崩等自然灾害的监测,特殊仪器设备的水平校准,铁路、桥梁、大坝、高层建筑等的安全系数的监测,手持电子设备新功能的开发等[2]。
总而言之,在交通、航天、军事等诸多领域中,倾角测量都有着十分重要的作用,因此开发出成本适中、测量精度高、测量范围广、抗干扰能力强的倾角测量模块具有很大的现实意义[3]。
二、倾角测量的研究现状:
倾斜角度的传统测量方法通常采用水泡式水准仪或者是基于”液摆式”电解质检测的倾角传感器。前者测量范围小,稳定时间长,不能给出具体倾斜角值,难以用于高自动化程度场合;后者虽然精度高,但是价格昂贵,响应速度较慢[4,5]。
目前,研究人员已经做了大量利用加速度传感器实现高精度倾角测量的设计研究,但以单轴、双轴的测量居多,关于三轴测量的研究涉及相对较少。单轴、双轴的测量法相对简单,但在摆幅和方位上不能兼顾,而通过三轴加速度传感器却可以设计出全摆幅、全方位、高精度的倾角测量模块[6]。
在众多的倾角测量方法研究中,基于的技术和平台也不尽相同,常用的单片机主要有STC12C5A、STC12C5410AD、C8051F040、C8051F352、SPCE061A、STM32F103VE、MSP430系列单片机等,常用的加速度传感器模块有ADXL203、ADXL213、ADXL345、MMA7260Q、MMA7361L等。