補償演算法對陀螺儀和電子羅盤進行資料融合,計算方位角

2021-07-15 21:40:57 字數 725 閱讀 5824

電子羅盤如  hmc5883l或者 mpu9250的ak8963測方位角時,經常會發現測量角度抖動很厲害。即使不動,角度也在不停的小範圍內變化。這時候就需要使用陀螺儀對方位角進行補償融合,得出穩定的資料。本文只討論2d空間的方位角,就是電子羅盤x, y兩軸資料融合陀螺儀z軸資料。

1. 電子羅盤和陀螺儀測量物理意義

電子羅盤:0-360度的方位角,也稱為 yaw 。角度為arctan2(y,x) 

陀螺儀:   圍繞某軸旋轉的角速度,這裡我們只考慮z軸,相當於方位角的變化速度速度

2. 融合演算法公式

在某個時間點tx 上, 電子羅盤值為 yawcompasstx, 陀螺儀值為yawgyrotx, 融合後的資料為 yawfuzetx

下乙個時間點 tx+1,  陀螺儀計算的角度變化為 delta_yaw = yawgyrotx+1

* delta_t,  其中 delta_t = tx+1 - tx

yawfuzetx+1 = k * ( yawfuzetx+ delta_yaw ) + ( 1 - k ) * yawcompasstx+1

其中k的取值範圍一般為 [0.9, 1), 物理意義就是對陀螺儀的信任程度。

在t0時間點, yawfuzet0 = yawcompasst0

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