基于ARM9的嵌入式仿人机器人传感器系统设计
4 实验验证
4．1 加表实验
由于当机器人倾斜的时候，重力加速度会在加速度两轴上产生分量，这时加速度值为Ax=gsin α和Ay=gsinβ。在加速度计水平放置的时候，Ax=gsin α，由于条件的限制，很难使加速度计达到绝对水平。在α=0附近，sin α变化幅度大，这样会影响标定效果，而在a=π／2附近，sin α变化幅度较小。为了得到较好的加速度计标定效果，采用了竖直标定的方法，即将PCB电路板用细线悬挂起来，分别得到g和-g时的值，通过计算就可得到加速度在0g时的值。由于ADXL202的输出含有高斯白噪声，应用直接采来的数据会有较大的误差，因而需要对采集来的数据进行处理后再加以应用。
通过平均值滤波可降低噪声的影响，假设Xi为直接采集来的数据，Yi为平均值滤波后的数据，Yi=(∑xi)／n，由概率论知识可知，EYi=EXi，DYi=DXi／n。从中可看出平均值滤波的效果与平均点数n有关，n越大，滤波效果越好。考虑到机器人的运动情况，可取n=15，即噪声的方差变为原来的1／15。图4是DF-1机器人在运动过程中获取的倾斜角度值。其中L1表示了机器人的俯仰角度，L2表示了机器人的横滚角度。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/152295.htm
由于DF-1仿人机器人体型较小，运动较为缓慢，在障碍距离测量上，能够对付2 m以内的障碍就可满足应用要求。在2 m以内不同距离上放置平面障碍，利用超声波和红外传感器测量这些距离信息，测得的距离与实际距离如表1所示。
从表中可以看出，超声波测量距离的误差在2％以内，红外传感器测量距离的误差在4％以内，可以满足DF-1仿人机器人的应用要求。
5 结语
本文针对DF-1机器人要实现的功能，基于ARM9微处理器设计了传感器系统。试验结果证明，本传感器系统基本可以满足机器人的功能需求，具有一定的应用价值。具备传感器系统的DF-1机器人对外界环境和自身状态有了一定的感知能力，为上位机进行动作决策提供可靠的依据，提高了机器人的智能性。
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