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MPU6050姿态解算1-DMP方式

2021-07-01 00:13 作者:码农爱学习-B站  | 我要投稿

MPU6050的姿态解算方法有多种,包括硬件方式的DMP解算,软件方式的欧拉角与旋转矩阵解算,软件方式的轴角法与四元数解算。本篇先介绍最易操作的DMP方式。

MPU6050基本功能

  • 3轴陀螺仪

    陀螺仪,测量的是绕xyz轴转动的角速度,对角速度积分可以得到角度。

  • 3轴加速度计

    加速度计,测量的是xyz方向受到的加速度。在静止时,测量到的是重力加速度,因此当物体倾斜时,根据重力的分力可以粗略的计算角度。在运动时,除了重力加速度,还叠加了由于运动产生的加速度。

DMP简介

就是MPU6050内部的运动引擎,全称Digital Motion Processor,直接输出四元数,可以减轻外围微处理器的工作负担且避免了繁琐的滤波和数据融合。Motion Driver是Invensense针对其运动传感器的软件包,并非全部开源,核心的算法部分是针对ARM处理器和MSP430处理器编译成了静态链接库,适用于MPU6050/MPU6500/MPU9150/MPU9250等传感器。

# 四元数转欧拉角

四元数可以方便的表示3维空间的旋转,但其概念不太好理解,可以先类比复数,复数表示的其实是2维平面中的旋转。

四元数的基本表示形式为:q0+q1*i+q2*j+q3*k,即1个实部3个虚部,具体细节本篇先不做展开介绍。

四元数虽然方便表示旋转,但其形式不太直观,旋转转换成pitch、roll、yaw的表示形式,方便观察姿态。

转换公式为:



程序表示为:

已在STM32F407以及FreeRTOS上进行测试,视频效果如下:

https://www.bilibili.com/video/BV18A411v7Du


程序:

链接:https://pan.baidu.com/s/1gwk5u_iug99fHhZ2rmYV4g 

提取码:e3us


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