[算法][三轴、六轴、九轴传感器算法分析] 1、分享一个三轴加速计matlab动态可视化脚本
一、有啥用
这里用的是LIS3DH三轴加速计,输出为X、Y、Z轴的加速度,通过串口连接电脑,电脑里运行matlab脚本通过串口实时获取数据并做可视化显示。
这里虽然是针对LIS3DH的,其实稍作修改即可适用其他型号的运动传感器,如:MPU6050,甚至是其他格式的串口数据。
二、具体分析
首先通过串口传来的数据格式为:6位X轴加速计整数+空格+6位Y轴+空格+6位Z轴+换行
printf("%6d %6d %6d\r\n", data.AXIS_X/16, data.AXIS_Y/16, data.AXIS_Z/16);
那么matlab如何读取串口并对其数据进行可视化展示的呢?
serial.m
1 %http://blog.csdn.net/qwertyuj/article/details/12108155% 2 clc; 3 4 global t; 5 global x; 6 global ii;%数组下标 7 8 global m_x;%3轴加速度 9 global m_y; 10 global m_z; 11 12 global d_a;%差分 13 14 t = [0]; 15 ii = 0; 16 x = -100; 17 18 m_x = [0]; 19 m_y = [0]; 20 m_z = [0]; 21 d_a = [0]; 22 23 subplot(1,2,1);%将x,y,z轴加速度图像绘制在整个1X2界面中的第1格 24 p = plot(t,m_x,t,m_y,t,m_z,'EraseMode','background','MarkerSize',5);%初始化图像,图像中有3条线(t,m_x),(t,m_y),(t,m_z) 25 axis([x-200 x+200 -1600 1600]);%设置显示窗口,前两个是x轴的最小、最大极限;后两个是y轴最小、最大极限 26 grid on;%绘制网格(如果不加这句就不绘制网格) 27 subplot(1,2,2); 28 q = plot(t,d_a,'EraseMode','background','MarkerSize',5);%同理,这里只有一条线 29 axis([x-200 x+200 -1600 1600]); 30 grid on; 31 32 %% 33 34 try 35 s=serial('com5'); 36 catch 37 error('cant serial'); 38 end 39 set(s,'BaudRate', 38400,'DataBits',8,'StopBits',1,'Parity','none','FlowControl','none');%设置串口属性等 40 s.BytesAvailableFcnMode = 'terminator'; 41 s.BytesAvailableFcn = {@callback,p,q};%设置串口回调函数,串口有数据传输过来就会转到回调函数,p、q为参数 42 43 fopen(s);%打开串口 44 45 pause;%按任一按键结束 46 fclose(s); 47 delete(s); 48 clear s 49 close all; 50 clear all;
该文件是主文件,首先声明各种全局变量(matlab全局变量其他函数使用时需要用global声明),然后对这些全局变量初始化,接着实例化两个绘图窗口(第一个窗口3条线——分别是x、y、z三轴的加速度随时间变化曲线;第二个窗口一条线——是差分随时间变化曲线)。34行之后为设置串口、打开串口,接下来动态绘图所有操作均在回调函数中进行了。
来看看回调函数
callback.m
1 %% 2 function callback(s,BytesAvailable,p,q) 3 4 global t; %引用全局变量(4-12行) 5 global x; 6 global ii;%数组下标 7 8 global m_x;%3轴加速度 9 global m_y; 10 global m_z; 11 12 global d_a;%差分 13 14 out = fscanf(s);%读取串口数据,转换为num数据存储在data中 15 data = str2num(out); 16 17 t = [t ii];%数组插入最新数据在最后面 18 m_x = [m_x data(1,1)]; 19 m_y = [m_y data(1,2)]; 20 m_z = [m_z data(1,3)]; 21 22 d_a = [d_a abs(m_x(1,ii+2)-m_x(1,ii+1))+abs(m_y(1,ii+2)-m_y(1,ii+1))+abs(m_z(1,ii+2)-m_z(1,ii+1))]; 23 24 25 set(p(1), 'XData',t,'YData',m_x(1,:));%用新数据更新图 26 set(p(2), 'XData',t,'YData',m_y(1,:)); 27 set(p(3), 'XData',t,'YData',m_z(1,:)); 28 29 set(q(1), 'XData',t,'YData',d_a(1,:)); 30 31 drawnow %重新绘制图,并移动两个图的窗口,使之呈现运动效果 32 x = x + 1; 33 subplot(1,2,1) 34 axis([x-200 x+200 -1600 1600]); 35 subplot(1,2,2) 36 axis([x-200 x+200 -1600 1600]); 37 ii=ii+1; 38 end
每次串口有数据均会触发回调函数。在回调函数中,首选获取串口流,并将串口数据流转换为data数组。接着用读取的新的data数据插入到老的数组(17~22行)。第25~29行则是用新的3+1个曲线的数据更新图。第31行之后的负责移动视窗,使之呈现出数据在滚动的效果。
三、最终效果
四、楼主讲话
好长时间没写文章了!就拿这个水水的小工具作为开篇~