MPU6050 是一个集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计的惯性测量单元（IMU），常用来测量角度和角速度。...计算 MPU6050 的姿态角度（如俯仰角 Pitch、横滚角 Roll）主要有两种常用方法：1....利用加速度计计算角度（静态）加速度计测量的是重力分量，根据加速度在各轴上的分量计算俯仰角和横滚角：俯仰角 Pitch：Pitch=arctan(axay2+az2)×180π横滚角 Roll：Roll...结合加速度计和陀螺仪 — 卡尔曼滤波或互补滤波为克服加速度计受加速度影响大，陀螺仪漂移问题，通常采用滤波算法：互补滤波（简单实现）：Angle=α×(Angle+ω×Δt)+(1−α)×AccAngleα... Python 版的 MPU6050 角度计算示例，包含加速度计、陀螺仪读数解析，结合互补滤波计算俯仰角 Pitch 和横滚角 Roll。
加速度利用静止时刻感受到重力加速度，计算姿态： 当加速度计水平放置，即Z轴竖直向上时，Z轴可以读到1g的数值（g为重力加速度），X轴和Y轴两个方向读到0，可以记作（0，0，g）。...姿态的旋转选用ZYX顺序的3次旋转方式，则上述描述可表示为： ? 解这个方程，可以得到roll和pitch角（由于绕Z旋转时，感受到的重力加速度是不变的，因此加速度计无法计算yaw角） ?...3次旋转过程的分解过程如下图： ? 5 陀螺仪解算姿态角 陀螺仪测量的绕3个轴转动的角速度，因此，对角速度积分，可以得到角度。陀螺仪的英文简写为gyro，下面用首字母g代表陀螺仪数据。...6 姿态融合 由上面的分析可知，加速度计在静止时刻，根据感受到的重力加速度，可以计算出roll和pitch角，并且角度计算只与当前姿态有关。...而陀螺仪是对时间间隔内的角速度积分，得到每一次的角度变换量，累加到上一次的姿态角上，得到新的姿态角，陀螺仪可以计算roll、pitch、yaw三个角。
±2000°/s） MPU6050 是一款姿态传感器，使用它就是为了得到待测物体（如四轴、平衡小车） x、y、z 轴的倾角（俯仰角 Pitch、滚转角 Roll、偏航角 Yaw） 。...DLPF由 DLPF_CFG 配置，加速度计和陀螺仪根据 DLPF_CFG 的值进行过滤，如下表所示。 ? （3）寄存器27 - 陀螺仪配置（GYRO_CONFIG） ?...加速度计测量寄存器以及温度测量寄存器，陀螺仪测量寄存器和外部传感器数据寄存器由两组寄存器组成：内部寄存器组和面向用户的读取寄存器组。 加速度计传感器内部寄存器组内的数据总是以采样率更新。...这些温度测量寄存器以及加速度计测量寄存器，陀螺仪测量寄存器和外部传感器数据寄存器由两组寄存器组成：内部寄存器组和面向用户的读取寄存器组。 ...对于给定的寄存器值，温度（摄氏度）可以被计算为： 以℃为单位的温度=（TEMP_OUT寄存器值作为有符号数量）/ 340 + 36.53 请注意，上述公式中的数学是十进制的。
因此在没有外力作用的情况下，加速度计能够精确地测量俯仰角和滚转角，且没有累积误差。 ?...MEMS三轴加速度计是采用压阻式、压电式和电容式工作原理，产生的比力（压力或者位移）分别正比于电阻、电压和电容的变化。这些变化可以通过相应的放大和滤波电路进行采集。该传感器的缺点是受振动影响较大。...介于其测量角度的工作原理三轴加速度计无法测量偏航角 ? 可测量俯仰角和横滚角 ? ?...三轴陀螺仪 作用：用于无人机中的角速度及对角速度积分后角度的计算 原理：理解三轴陀螺仪的原理首先要知道科里奥利力 科里奥利力 当一个质点相对于惯性系做直线运动时，因为质点自身惯性，它相对于旋转体系，其轨迹是一条曲线...由此我们在陀螺仪中，选用两块物体，他们处于不断的运动中，并令他们运动的相位相差-180度，即两个质量块运动速度方向相反，而大小相同。
无人机的飞行感知技术主要用作两个用途，其一是提供给飞行控制系统，由于飞行控制系统的主要功能是控制飞机达到期望姿态和空间位置，所以这部分的感知技术主要测量飞机运动状态相关的物理量，涉及的模块包括陀螺仪、加速度计...常用的MEMS加速度计传感器型号有6050A（Invensense）和ADXL350（ADI）。...磁罗盘 磁罗盘测量的物理量是地球磁场强度沿机体轴的分量，并依此计算出机体的航向角。...以计算飞机姿态角的融合方法为例，EKF更新过程主要分为两个部分，预测更新和量测更新。预测更新主要利用陀螺仪更新预测状态量，同时计算该状态量的协方差矩阵。...在量测更新中先会计算滤波增益，然后使用滤波增益融合预测状态量、加速度计以及磁罗盘的数据，成为一个融合状态量，同时计算融合状态量的协方差矩阵，在下一次更新周期的计算中使用。 ?
无人机的飞行感知技术主要用作两个用途，其一是提供给飞行控制系统，由于飞行控制系统的主要功能是控制飞机达到期望姿态和空间位置，所以这部分的感知技术主要测量飞机运动状态相关的物理量，涉及的模块包括陀螺仪、加速度计...常用的MEMS加速度计传感器型号有6050A（Invensense）和ADXL350（ADI）。...磁罗盘 磁罗盘测量的物理量是地球磁场强度沿机体轴的分量，并依此计算出机体的航向角。...以计算飞机姿态角的融合方法为例，EKF更新过程主要分为两个部分，预测更新和量测更新。预测更新主要利用陀螺仪更新预测状态量，同时计算该状态量的协方差矩阵。...在量测更新中先会计算滤波增益，然后使用滤波增益融合预测状态量、加速度计以及磁罗盘的数据，成为一个融合状态量，同时计算融合状态量的协方差矩阵，在下一次更新周期的计算中使用。
无人机的飞行感知技术主要用作两个用途，其一是提供给飞行控制系统，由于飞行控制系统的主要功能是控制飞机达到期望姿态和空间位置，所以这部分的感知技术主要测量飞机运动状态相关的物理量，涉及的模块包括陀螺仪、加速度计...常用的MEMS加速度计传感器型号有6050A（Invensense）和ADXL350（ADI）。...3 磁罗盘 磁罗盘测量的物理量是地球磁场强度沿机体轴的分量，并依此计算出机体的航向角。...以计算飞机姿态角的融合方法为例，EKF更新过程主要分为两个部分，预测更新和量测更新。预测更新主要利用陀螺仪更新预测状态量，同时计算该状态量的协方差矩阵。...在量测更新中先会计算滤波增益，然后使用滤波增益融合预测状态量、加速度计以及磁罗盘的数据，成为一个融合状态量，同时计算融合状态量的协方差矩阵，在下一次更新周期的计算中使用。
数据融合与姿态计算 虽然加速度计和陀螺仪都能提供关于设备倾斜的不同信息，但它们各自存在局限性。加速度计受到重力和运动加速度的影响，可能会产生一定的噪声；而陀螺仪在长时间使用中可能会受到漂移的影响。...互补滤波： 这种方法结合了加速度计和陀螺仪的优势，通过加速度计提供的稳定低频信息和陀螺仪提供的高频旋转信息，实现一个平衡的结果。...卡尔曼滤波：卡尔曼滤波是一种更复杂的算法，它能够基于信号的不确定性，计算出加速度计和陀螺仪数据的最优融合，提供更为精确和稳定的角度计算。...角度计算：根据加速度计和陀螺仪数据计算出设备的俯仰角和滚转角，从而实时监控和显示设备的倾斜状态，向用户反馈设备是否处于水平状态。...数据融合与角度计算： UpdateAngles() 使用互补滤波算法融合加速度计和陀螺仪数据，更新设备的俯仰角（pitch）和滚转角（roll）。
航姿参考系统包括基于MEMS的三轴陀螺仪，加速度计和磁强计。...惯性导航系统（INS）是一个使用加速计和陀螺仪来测量物体的加速度和角速度，并用计算机来连续估算运动物体位置、姿态和速度的辅助导航系统。...原理： 惯性导航系统至少包括计算机及含有加速度计、陀螺仪或其他运动传感器的平台（或模块）。...陀螺在惯性参照系中用于测量系统的角速率。通过以惯性参照系中系统初始方位作为初始条件，对角速率进行积分，就可以时刻得到系统的当前方向。...加速度计在惯性参照系中用于测量系统的线加速度，但只能测量相对于系统运动方向的加速度（由于加速度计与系统固定并随系统转动，不知道自身的方向）。
6轴,9轴,IMU,VRU和AHRS分别指的是什么?...6轴9轴的概念很好理解：说白了就是模块上装了哪些，多少传感器 6轴 : 三轴(XYZ)加速度计 + 三轴(XYZ)陀螺仪(也叫角速度传感器) 9轴 : 6轴 + 三轴(XYZ)磁场传感器 6轴模块可以构成...静止状态下加速度计可以测得重力矢量并作为参考，所以静态下俯仰横滚角不会漂移而且精度比较高，然而由于航向角与重力垂直，没有绝对参考，水平方向上的航向角误差会随着时间慢慢变大，变的越来越不准 。...一个IMU内可能会装有三轴陀螺仪和三轴加速度计，来测量物体在三维空间中的角速度和加速度。严格意义上的IMU只为用户提供三轴角速度以及三轴加速度数据。...下图是组合导航系统的一个基本的框图，它以加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计、GNSS等作为基本输入，利用融合算法输出用户所需要的姿态信息、位置信息以及速度信息。 ? 模块可以积分计算速度和位置么?
本文阅读时间约8分钟 了解IMU和误差 IMU（Inertial Measurement Unit）是测量运动物体惯性运动，输出三轴加速度和三轴角速度等信息的电子元件，用于姿态角和运动路径等测量。...六轴IMU的结构如下图，坐标轴一般遵循右手定则，理想情况下XYZ轴相互正交，加速度计和陀螺仪的轴相互重合。但是通常情况下，IMU存在一定的偏差。...例如，从Inven Sense的MPU-9250芯片内部结构图可以看到该加速度计（XY、Z轴）和陀螺仪分开制造，因此加速度计和陀螺仪的坐标轴中心并不严格重合，甚至加速度计不同轴也是分开加工，坐标轴也不能保证完全正交...由于重力方向和大小不变，这六个位置分别（近似）是IMU的X、-X、Y、-Y、Z和-Z朝向下的方向，因此至少可以拟合出加速度计三个轴的尺度因子、偏置以及陀螺仪的偏置。...相比商用产品的简易标定流程，该标定方法有以下几点不同： 给出了加速度计和陀螺仪更复杂的模型。 利用Allan方差的定义，标定陀螺仪的偏置。 大量冗余数据，保证最优化收敛。
惯性测量单元(Inertial measurement unit，简称 IMU)，是测量物体三轴姿态角及加速度的装置。一般IMU包括三轴陀螺仪及三轴加速度计，部分IMU还包括三轴磁力计。...IMU通常包含陀螺仪(Gyroscope)、加速度计(Accelermeters)，有的还包含磁力计(Magnetometers)。...陀螺仪用来测量三轴的角速度，加速度计用来测量三轴的加速度，磁力计提供朝向信息。...陀螺仪的测量模型(忽略地球旋转): image.png 其中: image.png 2.加速度计(Accelermeters) 加速度计的原理图 image.png 加速度计可以通过一个通俗易懂的盒子模型来理解...简单来说磁力计就是一个指南针，它弥补了加速度计无法测量的水平方向的偏航角Heading(Yaw)的问题。
真的是发现坚持写作，其实也是逼迫自己坚持不断学习的过程。那么，来来来，星辰大海我们又开始启程了。这次这个系列呐，我管它叫《蓝牙和传感器小兄弟们》。先暂时这么叫着，等想到什么好听的名字再改。...CoreMotion可以从内置的传感器中获取数据，这些传感器包括陀螺仪、加速器和磁力计。更值得嘚瑟的是，苹果集成了很多算法，可以直接输出剥离重力加速因素的加速度信息。好流弊的样纸。 1....其实在这个过程中可以发现，图片在旋转的时候会有一些抖动。肿么办呢？我们可以考对一定时间内获取的数据取平均值来缓和。在使用了下次文章介绍的陀螺仪之后，抖动效果也会得到明显的改善。...atan2返回的是原点至点(x,y)的方位角，即与 x 轴的夹角。...好啦手工~下次咱们用陀螺仪做一个水平滚动的小球的游戏玩玩 多谢各位大爷评论、点赞、打赏。 ---- 源代码下载地址：OC+Swift两版。下载地址
GPS的优点是精度高、误差不随时间发散，缺点是要求通视，定位范围无法覆盖到室内。 IMU(Inertial measurementunit)：指惯性测量单元。包括陀螺仪和加速度计。...陀螺仪测量物体三轴的角速率，用于计算载体姿态；加速度计测量物体三轴的线加速度，可用于计算载体速度和位置。IMU的优点是不要求通视，定位范围为全场景；缺点是定位精度不高，且误差随时间发散。...5.1 基础模块 5.1.1 GPS质量评估 GPS质量评估模块的功能是计算GPS位置、速度、航向角和全局可靠性指标。...DR算法精度主要取决于IMU（陀螺仪和加速度计）和测速仪的误差，陀螺仪误差将引起位置误差随时间的二次方增长，测速仪误差将引起位置误差随时间线性增长，如图5所示： ?...为克服这一缺点，我们结合MM技术，计算道路坡度与输出pitch角的接近程度（如图11所示），以避免引入速度误差。高架识别流程如图12所示： ? 图10 高架街景 ?
在嵌入式系统中，精确的姿态估计对于无人机、机器人和虚拟现实等应用至关重要。九轴惯性测量单元（IMU）通过三轴加速度计、陀螺仪和磁力计提供全面的运动数据。...九轴IMU通常由以下三部分组成： 三轴加速度计：测量线性加速度，可用于确定重力方向和线性运动 三轴陀螺仪：测量角速度，用于检测旋转运动 三轴磁力计：测量地磁场，提供绝对方向参考 这些传感器的互补特性使得传感器融合成为必要...融合算法通过结合各传感器数据，克服单一传感器的局限性，提供更准确的姿态估计。 由于各传感器存在固有缺陷（如陀螺仪漂移、加速度计噪声、磁力计干扰），单独使用无法提供可靠的姿态估计。...更新步骤：利用新测量值修正预测状态，计算卡尔曼增益以平衡预测和测量。 对于卡尔曼滤波的原理，我们不再细究，网上有很多资料，本篇文章主要讲解嵌入式工程师如何使用代码实现卡尔曼滤波。...P_pred, 49*sizeof(float)); } // 更新步骤 void update(float acc[3], float mag[3], float ref_mag[3]) { // 计算期望的加速度计测量值
问题描述 陀螺仪是无人机惯导系统最基本的组成元件之一，通过对陀螺仪输出的角速度进行积分，能够获得无人机的姿态角信息；在兴趣爱好的驱动下，近来购买了MPU-6050相关模块，通过串口把测试结果传输到电脑端...，实现了位姿信号的采集，具体如下图所示： MPU6050是一种非常流行的空间运动传感器芯片，可以对传感器当前三个加速度分量和三个旋转角速度进行采集。...其中，上图中前三个数据分别表述为传感器x,y,z方向的加速度，后三个数据分别表述为传感器绕x,y,z轴的角速度，若mpu-6050设定的加速度倍率为2g，角速度倍率为1000°/s，那么加速度和角加速度的计算公式为...MPU-6050整合了三轴陀螺仪和三轴加速度计，分别用三个16位的ADC，将其测量的模拟量信号转化为可输出的数字量；其中，陀螺仪的测试范围为±250，±500，±1000， ±2000°/秒（ dps）...，能够对快速和慢速运动的物体实现精确跟踪；加速度计的测试范围为±2， ±4，±8， ±16g（传感器的测量范围可以通过程序进行控制）。
它集成了陀螺仪和加速度计于一体的芯片，它极大程度上免除了独立使用的陀螺仪和加速度计在时间上的误差，而且减少了占用 PCB 板的空间。...为了精确跟踪快速和慢速的运动，传感器的测量范围都是用户可控的，陀螺仪可测范围为±250，±500，±1000，±2000°/秒（dps），加速度计可测范围为±2，±4，±8，±16g。...图4为模块的原理图，图5为Arduino连接原理图。 IMU工作原理 IMU传感器通常由两个或多个部件组成。按优先级列出它们，它们是加速度计，陀螺仪，磁力计和高度计。...MPU 6050是6 DOF（自由度）或六轴IMU传感器，这意味着它提供六个值作为输出：来自加速度计的三个值和来自陀螺仪的三个值。MPU 6050是基于MEMS（微机电系统）技术的传感器。...加速度计和陀螺仪都嵌入在单个芯片内。该芯片使用I2C（内部集成电路）I2C (inter-integrated circuit) 协议进行通信。 一个加速度计适用于压电效应原理。
惯性导航 假设一辆车正以恒定速度直线行驶，已知汽车的初始位置、速度及行驶时长，我们可以算出汽车的当前位置。再进一步，我们可以使用加速度、初始速度和初始位置计算汽车在任何时间点的车速和位置。...而在这个计算过程中，我们需要解决一个问题：如何测量加速度。 ? 当前位置=初始位置+速度×时间 为了测量加速度，我们需要“三轴加速度计”传感器。它可以精确测量加速度。...但加速度计本身不足以计算车辆的位置和速度。加速度计根据车辆的坐标系记录测量结果，而后这些测量值被转换成世界坐标系，为了实现这种转换我们需要借助“陀螺仪”传感器。...三轴陀螺仪的三个外部平衡环一直在旋转，但在三轴陀螺仪中的旋转轴始终固定在世界坐标系中，车辆通过测量旋转轴和三个外部平衡环的相对位置来计算其在坐标系中的位置。 ?...陀螺仪 3D 展示图 加速度计和陀螺仪是 IMU（惯性测量单元）的主要组件。IMU 的一个重要特征在于它以高频率更新，其频率可达到1000赫兹，所以 IMU 可以提供接近实时的位置信息。
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