濾波器Z-角度旋轉MPU 6050 + Arduino

Question

我試圖獲得GY-521（MPU 6050）的Z角旋轉角度，但如果我不移動傳感器，角度上升也是靜態的。有沒有辦法「過濾」他對我的情況是正確的角度？

代碼：

float accel_z = accel_t_gyro.value.z_accel; 
float accel_angle_z = 0; 
float gyro_angle_z = gyro_z*dt + get_last_z_angle(); 
float unfiltered_gyro_angle_z = gyro_z*dt + get_last_gyro_z_angle(); 
float alpha = 0.96; 
float angle_z = alpha*gyro_angle_z + (1.0 - alpha)*accel_angle_z; 

輸出時不移動傳感器：

X = X-roatation角 Z = Z-roatation-天使

 x z 
    8.37 4.24 
    8.35 4.22 
    8.33 4.21 
    8.32 4.19 
    8.31 4.18 
    8.29 4.17 
    8.28 4.15 
    8.26 4.14 
    8.25 4.12 
    8.23 4.12 
    8.22 4.10 
    8.21 4.09 
    8.19 4.07 
    8.18 4.05 

Answer 1

蒂莫

，看到你發現你的問題的部分解決方案（引用：「沒有引力使陀螺儀保持在正確的位置」）。我想詳細說明一下，因爲有辦法只從陀螺儀獲得相當好的結果。我不知道它對你的應用程序是否足夠好。以下是我使用相同硬件的結果：http://robokitchen.tumblr.com/post/68625623585/imu-with-gyroscope-only-i-tested-the-three-axes。在這個視頻中，我根本沒有使用加速計。

有兩點，可以幫助你獲得更好的效果：

1）除非你傳感器保持完全水平使用這個公式，你不能得到z軸旋轉：

float gyro_angle_z = gyro_z*dt + get_last_z_angle(); 

要解釋爲什麼，想象一下：如果你的陀螺儀圍繞x軸旋轉了90度，然後圍繞着Z軸旋轉了90度，那麼你將無法獲得與繞z軸旋轉90度相同的結果。這意味着您應該計算圍繞所有軸的旋轉，然後提取z軸旋轉。如果您不使用x和y軸，則結果將不正確（除非您的傳感器保持完全水平）。

計算圍繞所有軸的旋轉的一種有效方法是使用四元數。關於四元數有很多要說的，所以我讓你做你自己的研究，並在需要時提出更多的問題。

2）使用所有3個軸後，仍會有靜態漂移。這是因爲陀螺儀即使不移​​動也不會讀出完美的0。爲了改善這種情況，您可以校準陀螺儀。一個簡單的校準方法是當陀螺儀不移動時讀取大量（100+）的值，計算平均偏差，並在陀螺儀移動時從您的測量值中減去它。在此之後，仍然會有輕微的偏差，但並不像您現在可能遇到的那樣糟糕。

下面是我使用MPU-6050陀螺儀和加速度計得到的最好結果：http://robokitchen.tumblr.com/post/68626551378/imu-with-gyroscope-and-accelerometer-i-ran-the。如你所知，加速度計有助於穩定x和y軸，但不能穩定z軸。然而，z軸漂移很低，並且仍然可用於許多應用。例如，有幾個quadcopters不使用磁力計，並受z軸漂移影響，但仍然可用。