基于MATLAB的IMU数据运动轨迹与姿态分析系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现IMU传感器数据的实时解析与处理，通过惯性导航算法精确计算载体的三维运动轨迹和姿态估计，适用于运动分析、导航系统开发等场景。

详 情 说 明

基于IMU数据的载体运动轨迹与姿态分析系统

项目介绍

本项目是一个基于惯性测量单元（IMU）数据的运动分析系统，通过对加速度计和陀螺仪原始数据的处理，实现载体运动轨迹重建与姿态估计。系统采用惯性导航解算算法，能够准确计算载体的三维空间位置、速度矢量以及实时姿态变化，并提供直观的可视化分析结果。

功能特性

• 多源数据解析：支持加速度计、陀螺仪和时间戳数据的实时解析
• 轨迹重建：通过惯性导航算法计算载体的三维运动轨迹
• 速度估计：实时估计载体的三轴速度分量
• 姿态解算：采用四元数或欧拉角方法计算载体姿态角
• 数据可视化：

- 速度分量随时间变化曲线 - 欧拉角（横滚、俯仰、偏航）变化趋势图 - 三维运动轨迹空间展示

• 统计分析：生成运动参数统计报告，包括位移、速度等关键指标

使用方法

1. 准备输入数据：确保IMU数据文件包含三轴加速度（m/s²）、三轴角速度（rad/s）和对应时间戳
2. 设置初始参数：配置初始位置、初始速度和初始姿态角等参数
3. 运行分析程序：执行主程序开始数据处理和轨迹解算
4. 查看结果：系统将自动生成轨迹数据、速度数据、姿态数据及可视化图表
5. 导出报告：获取运动参数统计摘要和分析报告

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 信号处理工具箱
• 图像处理工具箱（用于数据可视化）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上）
• 支持三维图形显示的显卡

文件说明

主程序文件实现了系统的核心处理流程，包括IMU原始数据的读取与解析、惯性导航算法的执行、载体轨迹与速度的实时解算、基于四元数的姿态估计与欧拉角转换，以及最终结果的可视化展示与数据报告生成功能。该文件整合了传感器数据滤波、运动状态推算和结果输出等关键模块，构成了完整的运动分析解决方案。