基于DSP6713的惯性导航平台设计与实现的开题报告

基于DSP6713的惯性导航平台设计与实现的开题报
告
摘要：
惯性导航平台是一种惯性导航系统的核心部件，它可以通过测量机
体加速度和角速度来计算机体的姿态、速度和位置等信息。

本文设计了
一种基于DSP6713的惯性导航平台，具有较高的实时性和精度。

该平台
主要由MEMS惯性传感器、DSP处理器和通信接口等组成，通过编写相
应的代码实现传感器数据采集、信号处理和结果输出等功能。

实验结果
表明，该平台具有良好的稳定性和可靠性，能够满足实际惯性导航系统
的需求。

关键词：惯性导航平台；MEMS惯性传感器；DSP6713；信号处理；结果输出。

一、研究背景
惯性导航系统是一种通过测量机体运动状态信息来确定机体位置、
姿态和速度等信息的导航系统。

它具有不受外部环境影响、可随时随地
适用等优点，在航空、航天、海洋和军事等领域得到了广泛的应用。

惯
性导航系统的核心部件是惯性导航平台，它是一种集成了加速度计和陀
螺仪等MEMS惯性传感器的高精度测量系统，能够实现机体运动状态信
息的准确测量和计算。

二、研究内容
本研究针对惯性导航平台的设计与实现进行了研究。

主要内容包括：
1. 系统架构设计：设计了基于DSP6713的惯性导航平台系统架构，包括硬件电路和软件系统设计。

2. 传感器数据采集：通过I2C接口采集MEMS惯性传感器的加速度
和角速度数据。

3. 信号处理算法设计：设计了滤波、积分和解算等信号处理算法，对传感器数据进行前期处理和姿态解算等计算。

4. 结果输出：通过串口接口将计算结果输出到上位机，实现实时数据显示和存储等功能。

三、研究方法
本研究主要采用了嵌入式系统设计和数字信号处理技术，在软硬件平台上进行了系统架构设计、传感器数据采集、信号处理算法设计和结果输出等工作。

1. 系统架构设计：使用Altium Designer软件完成了惯性导航平台硬件电路设计和DSP内核总线设计，并使用Code Composer Studio软件完成嵌入式软件系统设计。

2. 传感器数据采集：采用I2C接口对MEMS惯性传感器进行数据采集，设计了相应的数据缓冲和采样程序实现数据存储和传输。

3. 信号处理算法设计：设计了一种基于卡尔曼滤波和四元数解算的姿态解算算法，并将其实现为DSP芯片上的实时处理程序。

4. 结果输出：通过串口进行数据输出，设计了上位机收发程序实现数据存储和实时数据显示等功能。

四、研究意义
本研究设计的基于DSP6713的惯性导航平台具有较高的实时性和精度，能够满足实际惯性导航系统的需求。

该平台可以为惯性导航系统的设计、开发和应用提供参考和支持，具有一定的理论与实践价值。

五、研究计划
本研究的主要工作包括系统架构设计、传感器数据采集、信号处理算法设计和结果输出等方面。

下一步将主要完成以下工作：
1. 硬件电路设计：设计惯性导航平台硬件电路，并进行电气验证和性能测试等工作。

2. 系统软件设计：编写惯性导航平台软件系统，实现传感器数据采集、信号处理算法设计和结果输出等功能。

3. 功能测试与性能分析：对设计实现的惯性导航平台进行测试和分析，验证其实时性和精度性能。

4. 论文撰写与答辩：完成论文撰写和答辩等相关工作，总结该研究
的成果和经验。

六、论文结构
本论文主要分为五个章节，具体的安排如下：
第一章：绪论，介绍了研究背景、研究内容、研究方法、研究意义
和研究计划等。

第二章：惯性导航平台架构设计，主要介绍了惯性导航平台硬件电路、软件系统和通信接口等方面的设计工作。

第三章：传感器数据采集与处理，包括了MEMS惯性传感器的选型、接口设计、数据采集和数据处理等方面的内容。

第四章：信号处理算法设计，主要介绍了基于卡尔曼滤波和四元数
解算的姿态解算算法设计和实现。

第五章：实验结果分析，对惯性导航平台的功能和性能进行了测试
和评估，验证了该平台的稳定性和可靠性。

第六章：结论与展望，对该研究的成果进行总结和归纳，提出了下
一步的研究方向和展望。