滤波Z-角旋转MPU 6050 + Arduino

Question

我试着得到GY-521 ( MPU 6050 )的Z角旋转，但是如果我不移动传感器，角度也会上升。有没有办法“过滤”他对我的情况正确的角度？

代码：

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;

传感器未移动时输出：

X=x-旋转-角度z=z-旋转-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

Timo，我看到你找到了解决问题的部分方法(引用如下：“没有重力将陀螺仪固定在正确的位置”)。我想详细说明一下，因为只有陀螺仪才能获得相当好的结果。我不知道这是否适合你的申请。下面是我使用与您相同的硬件获得的结果：http://robokitchen.tumblr.com/post/68625623585/imu-with-gyroscope-only-i-tested-the-three-axes。在这段视频中，我根本不使用加速度计。

有两点可以帮助你获得更好的结果：

1)除非传感器保持完全水平，否则使用此公式无法获得z轴旋转：

float gyro_angle_z = gyro_z*dt + get_last_z_angle();

为了解释为什么，想象一下:如果你的陀螺仪围绕x轴旋转90度，然后围绕z轴旋转90度，你就不会得到同样的结果，就好像它只绕z轴旋转90度。这意味着，您应该计算围绕所有轴的旋转，然后提取z轴旋转。如果您不使用x和y轴，您的结果将是不正确的(除非您的传感器保持完全水平)。

计算围绕所有轴旋转的一种有效方法是使用四元数。关于四元数我有很多要说的，所以我让你自己做研究，如果需要的话问更多的问题。

( 2)三轴全部使用后，仍存在静态漂移。这是因为陀螺仪即使不动也不会读取完美的0。为了改善这种情况，你可以校准陀螺仪。一种简单的校准方法是在陀螺仪不动时读取大量(100+)值，计算平均漂移，并在陀螺仪移动时从测量值中减去它。在这之后仍然会有一个轻微的漂移，但没有你现在所经历的那么糟糕。

这里是我得到的最好的结果，使用MPU-6050陀螺仪和加速度计：http://robokitchen.tumblr.com/post/68626551378/imu-with-gyroscope-and-accelerometer-i-ran-the。正如你已经知道的，加速度计有助于稳定x和y轴，而不是z轴。然而，z轴漂移很低，仍然可以在许多应用中使用。例如，有几个不使用磁强计，遭受z轴漂移，但仍可使用的四体飞行器。