一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，所述方法中的硬件设备包括：MEMS惯性运动传感器、物联网通信模块、微控制器、电池与电源管理模块以及安装连接机构；所述方法为：将MEMS惯性运动传感器的数据经过融合和滤波后，得到灯头偏角，然后，通过物联网通信模块的物联网协议传回数据服务器，进行保存和分析。本发明专利技术方法解决了现有性能检测方法的不方便、不精确等问题；具有成本低、精度高、半接触、无耗材等特点；有利于在舞台摇头灯的研发和生产中提高其设计和生产精度。

A Method for Measuring the Motion Performance of Stage Rocker Lamp Based on MEMS Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法
本专利技术涉及舞台摇头灯性能测试
，具体为一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法。
技术介绍
运动同步性能是舞台摇头灯重要的技术指标之一。对于同一款式、同一批次的舞台摇头灯，需要在执行相同的多组运动指令的情况下完成完全一致的动作。而在设备研发和装配中，由于算法、元器件、装配方法等问题，容易引起灯头运动不完全一致的问题。这种运动不一致问题会直接导致灯具在演出现场出现灯光不协调等问题。在研发和装配的过程中，都需要尽量的使各个舞台摇头灯的灯头的运动保持一致。因此，需要有合适的运动同步性检测和分析方法来辅助开发和装配。目前，在研发和实验过程中，主要是依靠安装在各个运动轴上的编码器来检测其运动参数，包括位置、速度和加速度数据。这种方法需要在设备内部添加新的检测部件，无法适用于大量装配中的测试评估。在装配中，目前主要是由装配人员目测检查，无法准确检查同一批次的同步性能，更无法检测不同装配批次的同步性能。现有的检测手段主要是通过接触式的轴编码器来检测舞台摇头灯的各个轴的运动情况。接触式的检测方式有如下缺点：a)检测设备需要在内部安置，安装和拆卸不方便；b)接触式检测设备会影响到被测设备的运动；c)一套测试设备同一时间只能侧一台被测设备；d)由于需要经常在内部安装和拆卸，测试设备容易损坏；e)无法测到更多的数据用以分析；f)无法将这种测试设备运用到大量装配的过程中去。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，解决了现有性能检测方法的不方便、不精确等问题；具有成本低、精度高、半接触、无耗材等特点；有利于在舞台摇头灯的研发和生产中提高其设计和生产精度。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，所述方法中的硬件设备包括：MEMS惯性运动传感器、物联网通信模块、微控制器、电池与电源管理模块以及安装连接机构；所述方法为：将MEMS惯性运动传感器的数据经过融合和滤波后，得到灯头偏角，然后，通过物联网通信模块的物联网协议传回数据服务器，进行保存和分析。作为本专利技术的进一步方案：具体包括如下步骤：1)将多个硬件设备采用半接触方式分别贴于各个被测舞台摇头灯的灯头外壳上；2)在被测舞台摇头灯的灯头初始化完毕后，手动或通过灯光控制台进行偏角清零；3)开启被测舞台摇头灯，MEMS惯性运动传感器检测出各个灯头的运动数据，通过微控制器将MEMS惯性运动传感器检测到的数据进行融合和滤波，将数据输出为被测灯头的三维欧拉角；4)被测灯头的三维欧拉角数据通过物联网通信模块传回数据服务器，进行保存和分析。作为本专利技术的进一步方案：所述MEMS惯性运动传感器包括三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器。作为本专利技术的进一步方案：所述MEMS惯性运动传感器采用模拟或数字传感器。作为本专利技术的进一步方案：所述MEMS惯性运动传感器采用由三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器集成的传感器芯片。作为本专利技术的进一步方案：所述硬件设备通过磁铁吸附的方式贴装在被测舞台摇头灯的灯头外壳上。作为本专利技术的进一步方案：所述硬件设备通过真空吸盘的方式贴装在被测舞台摇头灯的灯头外壳上。作为本专利技术的进一步方案：所述物联网通信模块采用WiFi通信模块、NB-IoT通信模块、Lora通信模块或ZigBee通信模块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)硬件和软件结构简单可靠，成本低；2)半接触式测量方式，不影响其本身运动；3)分析出的运动性能参数可以方便的与其他设备作对比；4)单个检测设备可以同时检测和分析多台摇头灯设备。附图说明图1为本专利技术中硬件设备贴装在舞台摇头灯灯头外壳上的结构示意图；图2为本专利技术中硬件设备的结构示意图；图3为本专利技术方法实现的结构示意图。图中：1-硬件设备，2-舞台摇头灯。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～3，本专利技术提供一种技术方案：一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，所述方法中的硬件设备包括：MEMS惯性运动传感器、物联网通信模块、微控制器、电池与电源管理模块以及安装连接机构；所述方法为：将MEMS惯性运动传感器的数据经过融合和滤波后，得到灯头偏角，然后，通过物联网通信模块的物联网协议传回数据服务器，进行保存和分析。进一步的，本专利技术方法具体包括如下步骤：1)将多个硬件设备采用半接触方式分别贴于各个被测舞台摇头灯的灯头外壳上；2)在被测舞台摇头灯的灯头初始化完毕后，手动或通过灯光控制台进行偏角清零；由于MEMS惯性运动传感器采用半接触方式安装，无法直接获取到灯头的初始零点位置，因此，需要在灯头初始化完毕之后，手动或通过灯光控制台进行偏角清零，然后，偏角可以通过MEMS惯性运动传感器读出。3)开启被测舞台摇头灯，MEMS惯性运动传感器检测出各个灯头的运动数据，通过微控制器将MEMS惯性运动传感器检测到的数据进行融合和滤波，将数据输出为被测灯头的三维欧拉角；多种传感器数据的融合和滤波有利于提高数据精度，避免误差。常用的数据滤波和融合方法有：卡尔曼滤波和其他自适应滤波，参考文献：X.YunandE.R.Bachmann,"Design,implementation,andexperimentalresultsofaquaternion-basedKalmanfilterforhumanbodymotiontracking,"vol.22,no.6,pp.1216-1227,2006。4)被测灯头的三维欧拉角数据通过物联网通信模块传回数据服务器，进行保存和分析。其中，所述MEMS惯性运动传感器包括三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器。MEMS惯性运动传感器可以采用模拟或数字传感器，也可以采用由三轴陀螺仪传感器和三轴加速度传感器集成的传感器芯片。其中，所述硬件设备可以通过磁铁吸附的方式贴装在被测舞台摇头灯的灯头外壳上；所述硬件设备也可以通过真空吸盘的方式贴装在被测舞台摇头灯的灯头外壳上。所述物联网通信模块采用WiFi通信模块、NB-IoT通信模块、Lora通信模块或ZigBee通信模块。随着物联网广域网的广泛铺设，将来也可以不通过网关，即可将数据直接传回数据服务器。通过使用MEMS惯性运动传感器，同时使用物联网技术将多台设备的传感器数据传回并汇总分析，生成准确可靠的运动检测报告。并可以实现多批次产品的横向对比。通过本专利技术方法，最终可以测试和分析的参数有：舞台摇头灯灯头的指令执行延时时间、灯头运动曲线，灯头运动速度曲线、灯头运动加速度曲线等。对于灯具性能的开发和测试都具有重要作用。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，其特征在于：所述方法中的硬件设备包括：MEMS惯性运动传感器、物联网通信模块、微控制器、电池与电源管理模块以及安装连接机构；所述方法为：将MEMS惯性运动传感器的数据经过融合和滤波后，得到灯头偏角，然后，通过物联网通信模块的物联网协议传回数据服务器，进行保存和分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，其特征在于：所述方法中的硬件设备包括：MEMS惯性运动传感器、物联网通信模块、微控制器、电池与电源管理模块以及安装连接机构；所述方法为：将MEMS惯性运动传感器的数据经过融合和滤波后，得到灯头偏角，然后，通过物联网通信模块的物联网协议传回数据服务器，进行保存和分析。2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能检测方法，其特征在于：具体包括如下步骤：1)将多个硬件设备采用半接触方式分别贴于各个被测舞台摇头灯的灯头外壳上；2)在被测舞台摇头灯的灯头初始化完毕后，手动或通过灯光控制台进行偏角清零；3)开启被测舞台摇头灯，MEMS惯性运动传感器检测出各个灯头的运动数据，通过微控制器将MEMS惯性运动传感器检测到的数据进行融合和滤波，将数据输出为被测灯头的三维欧拉角；4)被测灯头的三维欧拉角数据通过物联网通信模块传回数据服务器，进行保存和分析。3.根据权利要求2所述的一种基于MEMS传感器的舞台摇头灯运动性能...

【专利技术属性】
技术研发人员：程飞，罗恒阳，荆天枢，
申请(专利权)人：苏州启铭臻楠电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32