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这是一条镜像帖。来源:北邮人论坛 / smartcar / #216同步于 2017/2/24
Smartcar机器人发帖

陀螺仪、加速度计测得车身倾角的原理

Ncer
2017/2/24镜像同步0 回复
在最开始,应知道,我们从陀螺仪可以得到是绕某个轴旋转的角速度 ,从加速度计得到是敏感轴的加速度 假设车刚开始垂直于地面,设此时的角度为90°。 那么当车往前倒,陀螺仪便有绕某个轴的角速度输出,设此轴为Y轴。 通过对这个角速度进行积分,我们便可以得知小车角度的该变量,例如为20° 则此时小车的角度为70°。 这个样子,似乎用不到加速度计阿? 需要注意:进行上面运算的前提是,陀螺仪得到的角速度值是准确的,没有误差。 但实际上,每个陀螺仪都会有一定的“温漂”,因为温漂,陀螺仪得到的角速度会比真实的角速度有一个很小的误差 尽管误差很小,但由于角速度->角度进行的是积分运算,累计误差会越来越大,因此单独用陀螺仪进行角度计算的方法是不可靠的。 接下来是加速度计。 当手扶着小车以一定角度倾斜时,受力分析如图。(加速度计紧贴车身安装) 通过读取加速度计的Z轴,可以得到图中的a值。 于是ψ值可知。 好了,这个样子,似乎只用加速度计也可以来获得车身倾角,那要陀螺仪干嘛? 加速度计虽然能精确的测出角度,但易受高频干扰。若读取加速度计的波形就可知道,在静止的状态的下加速度计的毛刺都不小,更不用说运动状态下了。若直接用加速度计获取的倾角来控制小车,只怕小车要震上天了。 有了陀螺仪和加速度计的倾角数据,接下来要做的就是融合两个数据,得到一个准确的倾角。 一般的融合方法有:互补滤波、卡尔曼滤波。 具体滤波方式可以参考官方方案(互补滤波) 卡尔曼滤波网上资料也很多。
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