摘要：在笔杆上安装加速度和角速度传感器测量笔杆的运动姿态时，由于两种传感器的性质不同，再经过运算处理后，对测量结果精度的作用也不同。为此，本文利用3种卡尔曼滤波观测模型，分析比较了只利用加速度传感器、只利用角速度传感器以及同时利用加速度和角速度传感器数据3种情况下估计笔杆运动姿态的结果及特点。实验表明，角速度传感器可以较准确地确定角速度，但角度累计误差较大；加速度传感器的静态分量可以较准确地确定姿态角度，但对角度变化不灵敏，两者结合起来可以互相弥补欠缺，有利于笔杆的运动姿态检测。

关键词：加速度计 陀螺仪 笔杆运动检测 姿态角 姿态角速率 

单位：清华大学自动化系 北京100084