*******************四轴基础知识讨论****************************************
一下内容是我根据网络上的各种资料进行总结和理解的。
如果有不对的地方希望朋友们给我指正。
我们的烈火四轴采用的传感器是MPU6050。他是一个九轴传感器,可以测量的参数有三轴加速度,三周角速度,和三轴外部传感器的参数。(这个可以通过网络上很容易找到的我。)
采用MPU6050传感器,来采集加速度和角速度。但是我们最终的目的是获取飞行器的姿态角。我们使用MPU6050传感器采集到的参数有的是相对的,有的是绝对的。但是我们所要得到的姿态角就是绝对的。
姿态角是指MPU6050自身的三维坐标与自然界(或者说地表,这里把地表看成一个平面,因为飞行器能够飞行的距离相对于地球表面来讲,小得几乎可以忽略不计,在这个区间内,地表可以看成一个平面)三维坐标之间的夹角。这个夹角实际上能够通过加速度或者角速度计算出来的。这个角度就叫姿态角。比如:角速度的一次积分就是角度;加速度和重力之间的角度,则可以通过三角关系来获得。
但是,单纯的用角速度或者加速度来计算姿态角,是不可取的。为什么呢?
对于MPU6050测得的角速度来说,它的噪声很小,受到运动的影响相对来说不大,但是由于积分运算的累积,长时间使用角速度计算姿态角度,会产生很大的误差。所以在很小的一段时间内,用角度积分来求取姿态角相对来说还是比较精确的。
对于MPU6050测得的加速度来说,由于振动等运动环境的影响,很容易使输出的加速度值发生比较大的变化,也就是噪声比较大,有一定的误差一旦发生剧烈的变加速运动,加速度和重力之间的夹角的计算就不那么准确了但是从长期来看,加速度相对较为稳定。
也就是说,如果是静止或者某种理想的运动(加速度趋近恒定),加速度计算出来的姿态角度还是不错的。
从上面的分析,就能知道。如果需要在四轴中计算姿态角度,单纯使用加速度或者角速度来计算姿态角度是不合适的,必须处理加速度和角速度,然后通过二者来计算出一个相对精确的姿态角度。一般的处理的原则是,以陀螺仪测得的数据为主,加速度进行校正(具体系统,具体处理)。这个处理的过程就是一次数据融合的过程。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------