从加速度计算偏航、俯仰和滚动答案

【问题标题】：Calculation of Yaw, Pitch and Roll from Acceleration从加速度计算偏航、俯仰和滚动
【发布时间】：2021-07-20 15:22:15
【问题描述】：

我正在使用昂贵的设备来测量和记录我在船上航行时的以下数据：

GpsTime、GyroX、GyroY、GyroZ、AccX、AccY、accZ、航向、俯仰、横滚、纬度经度、起伏、V_East、V_North、V_UP。

我正在尝试做的事情：我正在尝试从 AccX、AccY、AccZ 预测 Roll、Pitch 和 Yaw。

我的尝试：阅读了一些教程后，我发现以下方程式是错误的，我不知道为什么，有什么想法可以工作吗？

pitch = 180 * atan2(accelX, sqrt(accelY*accelY + accelZ*accelZ))/PI;

roll = 180 * atan2(accelY, sqrt(accelX*accelX + accelZ*accelZ))/PI;

【问题讨论】：

标签： navigation accelerometer gyroscope measurement inertial-navigation

【解决方案1】：

AccX、AccY、AccZ 可以提供俯仰和横滚，但不能提供偏航。如果探测器本身被加速，他们给出的俯仰和横滚的答案也将受到错误的影响（不幸的是，如果你在船上/船上，这已成定局）。

GyroX、GyroY、GyroZ 给你一个独立的答案，这次是针对所有 3 个角度：偏航俯仰和滚动。但是这个新答案会随着时间的推移而增加漂移误差。

诀窍是将这两个答案结合起来，因为它们是互补的，陀螺仪的强项是加速度计的弱项，反之亦然。如果您知道如何提取融合结果，许多检测器会为您处理将两者结合起来的工作，称为融合。例如，如果您使用的是 MPU-6050，则必须确保从所谓的 DMP（发生融合的地方）获得结果。融合结果通常采用四元数格式，然后诀窍是确保使用从四元数到偏航俯仰和滚动的正确转换。

最后，就像陀螺仪与加速度计融合一样，融合的结果又可以与 GPS 或磁力计的结果（您列出的其他读数，如 V_East、V_North）融合。第二次融合应该有助于偏航精度（偏航被排除在第一次融合之外）。

这一切都在下面的教程中详细解释：

https://youtu.be/k5i-vE5rZR0

顺便说一句，您不需要昂贵的设备。

【讨论】：