[发明专利]一种基于传感器mpu6050采集信号的手柄摇杆系统和方法

摘要

本发明是关于一种基于传感器mpu6050采集信号的手柄摇杆系统和方法，属于手柄领域。包括：信号采集模块、无线收发模块、GPIO按键模块、电源稳压模块和测压模块，所述信号采集模块分别与所述无线收发模块、GPIO按键模块、电源稳压模块和测压模块连接，所述信号采集模块包括微处理器K60和摇杆装置,所述无线收发模块包括与微处理器K60连接的NRF24L01无线射频模块，所述GPIO按键模块包括外部按键和LED指示灯，所述电源稳压模块包括电池和稳压芯片LM‑2596，所述测压模块包括电压比较器LM301A。有益效果是：本发明能获得更好的动态性能和静态性能，获得更高的准确度、平稳度和舒适度，从而能获得更好的用户体验。

主权项

1.一种基于传感器mpu6050采集信号获得摇杆位置的方法，其特征在于，步骤如下：/nS1、在摇杆装置上建立右手笛卡尔坐标系为绝对坐标系，用芯片B的几何中心为原点，x、y和z轴表示固定参考坐标系F_(x，y，z)，用芯片A的几何中心为原点，n、o和a轴表示运动坐标系F_(n，o，a)；/nS2、手指拨动摇杆，芯片B进行数据采集，获得绕x轴方向上旋转α角度，绕y轴方向上旋转β角度；芯片A进行数据采集，获得绕n轴方向上旋转γ角度，绕o轴方向上旋转δ角度；/nS3、微处理器K60通过IIC协议读取数据，并采用扩展卡尔曼滤波将传感器收集的角度数据进行融合并对误差进行补偿,得到手柄摇杆的最优估计值；/nS4、在固定参考坐标系中使用位置向量P建立数学模型为：/n /n式中，n、o和a表示方向向量；p表示位置向量；x、y和z为坐标轴；/nS5、使用手柄摇杆补偿后得到的最优估计值建立向量p_xyz相对坐标方程式为：/np_xyz＝Rot(y,β)Rot(x,α)Rot(n,(γ-α))Rot(o,(δ-β))p_noa/np_xyz为手柄摇杆几何中心变换后的坐标点；/nS6、建立向量p_xyz的矩阵方程：/n /n /nS7、进一步处理向量得：/n /n /nS8、获得在平面xy内的坐标：/n横坐标为：/np_x＝180(sin(δ-β)cosβ-sin(γ-α)cos(δ-β)sinβsinα+cos(γ-α)sin(δ-β)sinβcosα)/n纵坐标为：/np_y＝-180(sin(γ-α)cos(δ-β)cosα+cos(γ-α)sin(δ-β)sinα)。/n