大咖问答08期：你不懂的哪些嵌入式软件设计，我来帮你解答

xiaocaihong · 发表于 2020-5-26 10:31:41

本期有幸邀请到大咖嘉宾杨熙老师@ yandld，参与电路城论坛第期大咖问答(5月 26日 ~6月 7日)。

获奖通知：https://www.cirmall.com/bbs/thread-168463-1-1.html

大咖简介：杨熙，毕业于中国石油大学(华东)，NXP半导体MCU部门应用工程师。

大咖著作：《嵌入式软件设计与入门-基于KinetisK60/K64》

本期话题：如何正确而高效地进行嵌入式软件编程或算法设计？什么是加速度计，陀螺仪，IMU,AHRS? 如何选择合适自己的姿态测量/倾角模块？

本期话题涉及的主要内容：

1. 什么是加速度计-螺旋仪？

2. IMU,AHRS?如何选择自己合适的姿态测量/倾角模块

3. 传感器融合-VRUHE AHRS算法问答

4. 传感器误差分析，零篇，噪音都是什么

5. NXP传感器融合开源方案的具体技术问答

6. NXP(包括飞思卡尔)MCU，Kinetis 和 LPC系列技术问题咨询，选型指南，典型的坑(比如Kinetis琐死问题等)的问题原因及通用解法。常用低速外设的介绍等

7. 所有嵌入式软件编程或算法设计相关的问题。

或者有其他传感方面的问题，也欢迎大家积极提问，大咖嘉宾会尽快给予回答。
下面欢迎大家就传感方面的问题向 @ yandld杨熙提问，请直接在本主题贴底下回帖提问。

为了鼓励提问，@ yandld杨熙会在问答结束后从提问者中抽取 5名幸运用户赠予《嵌入式软件设计与入门-基于KinetisK60/K64》纸质版。
活动期间参加提问网友均可获得10个铜板，铜板可下载论坛电路资料方案

往期《大咖问答》栏目内容：

大咖问答01期：模电大神教你玩转模拟电路设计
大咖问答02期：对话大神，剖析物联网技术开发常见问题
大咖问答03期：从0到1，大咖解答智能飞控产品设计思路

大咖问答04期：资深大咖聊IC设计原则与实际应用技巧

大咖问答05期：机器人专家带你玩转人工智能与软硬件设计

大咖问答06期：专家解惑LoRa与射频无线通信设计

大咖问答07期：李崇伟传授PCB设计实战操作技巧与问题解决

yandld-362878 · 发表于 2020-5-27 15:21:16

archimedas 发表于 2020-5-26 16:00
如果需要开发体感游戏的话,只用加速度计陀螺仪是否足够,应如何选型

您好：
一般开发体感游戏，只用加速度计和陀螺仪是可以的(加速度计和陀螺仪在一起叫做IMU)。体验游戏一般只会使用消费级别的IMU(芯片级别，便宜，低功耗)。主打这方面市场的是 NXP, InveSense ST等，可以看下各加官网的产品列表。大同小异。其中InveSense 整个公司都是专门做这个市场的，比较专业。比如经典的MPU6050等型号

yandld-362878 · 发表于 2020-5-28 16:41:22

SquallBest 发表于 2020-5-26 15:56
如果要判断摩托车是否被触动（防盗），传感器方面该如何选型?如果是判断摩托车骑行方向（设备安装方向不确定），请问传感器该如何选型?

这种一般用GPS 更好

yandld-362878 · 发表于 2020-5-28 16:41:22

yinwuqing 发表于 2020-5-28 08:46
杨老师，您好！关于嵌入式集成开发工具，现在嵌入式开发工具可谓是百花齐放，有兼容跨平台，有独秀一枝的。如果一个在windows环境下相当成熟的开发工具，想做到兼容其它平台下的软件开发，之前的框架还能延用吗？还是全部得推翻，重新搭建？形象的比较就如MDK怎么做成像Qt一样的跨平台应用？ ...

MCU下还是没有这种的， Keil就是最接近VS的了。。另外操作系统的话，推荐用Rtthread，比较好

yandld-362878 · 发表于 2020-5-28 16:41:22

yinwuqing 发表于 2020-5-28 08:45
您好！我想请教一下传感器的精准度与哪些因素有关？如果一个MCU不支持浮点运算，除了人为的在算法上更精算补偿，传感器内部的模拟电路在不同外界环境下会不会影响其精准度

yandld-362878 · 发表于 2020-5-28 16:41:22

TLLED 发表于 2020-5-27 15:29
好的嵌入式软件编程中，算法设计很重要，如何对加速度计-陀螺仪，IMU的数据通过有效的算法设计来提高测量精度、减小误差，提高设备的稳定性。

只考虑加速度，陀螺的话，算法没那么重要，器件水平。是否校准很重要。算法不是神，器件不行，算法再牛也歇菜。 Mahony滤波可以解决大部分应该用。

yandld-362878 · 发表于 2020-6-4 13:39:15

茉莉龙珠发表于 2020-5-28 16:55
您好，老师，能讲讲传感器误差怎么分析，还有零篇和噪音都是什么？还有怎么处理和解决吗？

这是一个非常广阔的话题，有两个材料写的不错：
1. 严龚敏的捷联惯导与组合导航原理
2. SOLA的： Quaternion kinematics for the error-state Kalman filter

yandld-362878 · 发表于 2020-6-4 13:39:15

wdzfd-25908 发表于 2020-6-3 15:03
杨老师，你好！我对NXP传感器融合开源方案比较感兴趣，问下在传感器应用方面的新手该怎么学习入门和进阶，NXP传感器融合方案有哪些官方资料或者教程可供研究？

你好，我在B站和知乎有NXP传感器融合的专栏，你可以看下，
NXP传感器融合的核心是一个误差卡尔曼模型，或者说最小二层模型，其实如果是消费器件的话，效果和 Mahony 差不了太多。

yandld-362878 · 发表于 2020-6-8 10:05:22

小影-370587 发表于 2020-6-4 13:53
老师，您好！
我们想开发一款带有摇晃功能的发射器，请问这种陀螺仪用在这种情景种是否合适呢？

一般用加速度计和陀螺仪都可以实现。用两者结合也可以实现，而且可以(可能)实现更复杂的动作识别

yandld-362878 · 发表于 2020-6-8 10:05:22

孤独与阳光发表于 2020-6-4 13:53
大家都说嵌入式软件需要高效的设计，那么怎么判断一份嵌入式软件是否是高效的？一份嵌入式软件如何分析他是否需要优化？优化的话如何在保证不引入新的问题？在嵌入式软件设计中总存在一个针对性设计比较效率高但是适用性太差，如何平衡两者之间的关系？ ...

一般两点：

1. 算法优化，
2. 编译器优化
对于应用层面的优化一般比编译器优化更有价值，需要你多年的开发经验。泛泛而谈没有意义

SquallBest · 发表于 2020-5-26 15:56:56

如果要判断摩托车是否被触动（防盗），传感器方面该如何选型?如果是判断摩托车骑行方向（设备安装方向不确定），请问传感器该如何选型?

archimedas · 发表于 2020-5-26 16:00:10

如果需要开发体感游戏的话,只用加速度计陀螺仪是否足够,应如何选型

zcp6 · 发表于 2020-5-26 20:51:46

杨老师，您好身为一名大学生，现在是大二。我准备以后从事于嵌入式这一方面，但不知道从哪里下手，我现在在搞一些单片机与开发板是否属于嵌入式的范围，如果不属于，怎样才可以提前打下基础，方便以后就业
谢谢老师

robe.zhang · 发表于 2020-5-27 09:34:02

从传感器中采集到的原始数据要怎么处理才能给系统使用？
整个系统怎么样综合使用加速度计，陀螺仪，IMU,AHRS 多种传感器，来判断整机的状态

TLLED · 发表于 2020-5-27 15:29:16

好的嵌入式软件编程中，算法设计很重要，如何对加速度计-陀螺仪，IMU的数据通过有效的算法设计来提高测量精度、减小误差，提高设备的稳定性。

yandld-362878 · 发表于 2020-5-27 15:31:30

robe.zhang 发表于 2020-5-27 09:34
从传感器中采集到的原始数据要怎么处理才能给系统使用？
整个系统怎么样综合使用加速度计，陀螺仪，IMU,AHRS 多种传感器，来判断整机的状态

这个问题比较开放，你用什么传感器，什么接口。怎么处理是指数字滤波还是？

yinwuqing · 发表于 2020-5-28 08:45:08

您好！我想请教一下传感器的精准度与哪些因素有关？如果一个MCU不支持浮点运算，除了人为的在算法上更精算补偿，传感器内部的模拟电路在不同外界环境下会不会影响其精准度？

yinwuqing · 发表于 2020-5-28 08:46:17

杨老师，您好！关于嵌入式集成开发工具，现在嵌入式开发工具可谓是百花齐放，有兼容跨平台，有独秀一枝的。如果一个在windows环境下相当成熟的开发工具，想做到兼容其它平台下的软件开发，之前的框架还能延用吗？还是全部得推翻，重新搭建？形象的比较就如MDK怎么做成像Qt一样的跨平台应用？

大咖问答08期：你不懂的哪些嵌入式软件设计，我来帮你解答

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