關于MPU6050姿態解算原理

mpu6050常用作提供飛控運行時的姿態測量和計算，在在姿態結算中有幾個重要的概念，歐拉角、四元數等。

歐拉角：用來表征三維空間中運動物體繞著坐標軸旋轉的情況。即物體的每時每秒的姿態可以由歐拉角表出。

四元數：超復數，q=（q0，q1，q2，q3），q0位實數，q1，q2，q3為虛部的實數。簡單的可以理解為四維空間，就是原有的三維空間加入一個旋轉角。而四元數可以表征歐拉角，并且計算方便，故采用四元數來計算。在此還要提到加速度和磁力計補償原理，可以參照http://blog.csdn.net/nemol1990/article/details/21870197？utm_source=tuicool&utm_medium=referral博客中提到的原理與基本概念。在此再啰嗦一下：補償的目的是使兩個坐標系世界坐標系和剛體坐標系能夠完全重合，在此基礎上，計算補償值來修正旋轉矩陣，即四元數矩陣。最終的結果是解算出四元數的姿態，就是四元數矩陣的各個元素的值。按照上述博客中的程序解算四元數的時候，用到了Kp和Ki兩個參數，兩個參數的作用是用來控制矯正剛體坐標系速度的。即調節加速度和磁力計補償的速度（調節誤差的生成速度，進而調節剛體坐標系和世界坐標系的重合度）

加速計補償的理解：

由于重力加速度的原因，加速計只能補償X-Y軸的偏差，即經過解算后的坐標中世界坐標XOY和剛體坐標XOY能夠重合，但是無法補償航向角。

在此基礎上，利用磁力計進行補償，因為當地磁場是一個橢圓，所以我們把世界坐標系的X-AIXS軸對準真實世界的北方，這樣，磁場園只能在XOZ的平面圓里面，所以磁力計在世界坐標系中的分量是［I，0，k］，即在Y軸沒有分量，因為90度的夾角余弦為0.但此時i和k的值并不確定是多少。在剛體坐標系中磁力計的輸出為［a，b，c，］，旋轉到和世界坐標系中，計算出i和k，然后，在經過旋轉把其旋轉到剛體坐標系中，然后計算誤差修正旋轉矩陣，此時得到精確的旋轉矩陣。

mpu6050姿態解算程序

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