一种基于磁阻传感器的实时方向随动系统.pdf

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1、一种基于磁阻传感器的实时方向随动系统赖于树，等一种基于磁阻传感器的实时方向随动系统Real—timeDirectionServoSystemBasedonMagnetoresistiVeSensor赖孑树郝鑫局利平舍谴(重庆三峡学院物理与电子工程学院。重庆万州404000)摘要：为解决方向识别与目标实时跟踪向l题，提出了一种基于磁阻传感器和加速度传感器的实时方向随动系统。首先介绍了基于磁阻传感器的实时方向随动原理，然后分别从硬件结构和软件流程两方面对系统设计进行了相应的描述，最后通过在智能轮椅七的应用实践，验证了系统的口T行性和实用性。测量分析表明，该系统具有抗干扰能力强、

2、响应速度快以及能耗低等优势。关键词：磁阻传感器加速度传感器DSP智能轮椅检测系统实时方向随动系统中图分类号：TP272文献标志码：AAbstract：Inordertosolvetheissuesofdirectionidentificationandreal-timeobjecttracking，thereal—timedirectionsentosystembasedonmagnetoresistivesensorandaccelerationsensorisproposed．Theprincipleofsuchdirectionservoactionisintrodu

3、cedfirst，thenthesystemdesignisdescribedinhardwarestructureandsoftwareflowchart，finallythefeasibilityandpracticabilityofthe盯stemisverifiedthroughpractice0ncontrollingintelligentwheelchair．Themeasuringanalysisindicatesthatthesystemfeaturespowerfulanti—interferencecapability。fastresponsespeed

4、，andlowenergyconsumption．Keywords：MagnetoresistivesensorAcceleration辩ngorDSPIntelligentwheelchairDetectionsystemRear‘timedirectionflerl／osystem。，。一与电流流向的相对关系发生变化，趋于同向时阻值增V引目大，背向时则阻值K／i,(2圳。实时方向随动控制系统在汽车灯光方向控制、智能地球磁场的强度大约为0．05～0．06mT，现有的轮椅和雷达天线等领域有着广泛的应用。目前，基于磁磁阻传感器可以很好地测量地磁场范围内的磁场强阻传感器，利用地

5、磁场探测技术测量方向角已有成熟的度。但在实际应用中，磁阻传感器一般不在水平面上解决方案⋯。本文将地磁探测技术与加速度测量技术工作。磁传感器姿态图如图l所示。相结合，提出了一种实时方向随动系统。该系统可应用口．。传高器。于地质监测、车载雷达、机器人以及实验仪器等医疗器械等领域的实时方向控制。测量分析表明，该系统可以较好地实现移动载体的实时方向随动控制。l实时方向随动原理1．1磁阻传感器测量原理基于某些金属的各向异性磁电阻效应，设计了磁阻传感器。各向异性磁电阻效应是指对于强磁性金属(铁、钴、镍等及其合金)，当外加磁场平行于磁场内部磁化方向时，阻值不变；若外界磁场方向偏离时，则其

6、阻值减小。如果把这类金属做成薄膜带状导线，当电流通过时。其阻值大小随内外两磁场的合成磁化方向t庆市科委自然科学基金资助项目(缡号：C}’Tc2010BB7316)；重庆三峡学院科研基金资助项目(蝙号：2008．SXXYYB-13)。修改稿收到日期：201l一04—1l。第一作者赖于树(1976一)，男．现为电子科技大学机械电子工程专业在读博士研究生，副教授；主要从事故障诊断技术、嵌入式与智能剩控技术方面的研究。图1磁传感器姿态图Fig．1Attitudediagramofthemagnetoresistive辩ngor当磁阻传感器偏离水平面一定角度时，就会产生较大的倾角误差

7、。为了确定此时的方向偏角，就需要测量地磁场在空间三个轴上的分量磁场大小H。、H”也，并采用加速度传感器测量俯仰角妒和横滚角0，以补偿倾角误差。。在测得巩、日”Hz、纵0后，将这砦数据代人式(1)与式(2)，可得到磁场强度在水平面上的分量嘶、H，。巩=HxcosO+Hysin自osinO一也cosqosin0(1)日r=日ycostp+Hzsimp(2)磁阻传感器方向和地磁』匕极之间的夹角为n，其48PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoL33No．1January2012一种基于磁阻传