signal-processing - 集成陀螺仪和加速度计读数

Question

这个问题已经有答案了:

已关闭 11 年前。

Possible Duplicate:
Combine Gyroscope and Accelerometer Data

我读过很多关于Kalman filters的论文，但似乎很少有好的公开可用的从数学论文到实际工作代码的示例。

我有一个系统，包含一个三轴加速计和一个测量围绕加速计轴之一的旋转的陀螺仪。该系统设计为由人手持，并且大部分时间陀螺仪将测量围绕重力矢量或接近重力矢量的旋转。 (在同一行业工作的人可能会从中认识到我在说什么；))我意识到这是受到限制的。

陀螺仪似乎具有近乎恒定的偏差，该偏差对于系统的每个实例都略有不同。当系统倾斜以使陀螺仪轴与重力不共线并且绕陀螺仪轴旋转时，我将如何编写一个滤波器以使用加速度计读数来校准陀螺仪？似乎应该有足够的信息来做到这一点，但被告知没有以及为什么也会有答案:)

Answer 1

您似乎有两个(或三个)单独的问题。

1. 您并不真正了解卡尔曼滤波器和/或其背后的数学原理。这将使正确实现和使用变得非常困难。

2.你似乎不理解这个问题所涉及的基本物理原理。 (基础物理意味着基础物理，而不是简单物理，因为它并不简单。)

我建议您尝试使用更简单的积分器，例如 Runga-Kutta 4，您可以找到许多书籍，其中包含实现和使用的示例。对于这个问题应该足够了。 (如果客户指定了卡尔曼，请询问原因。)

至于为什么问题受到约束，在我看来，它无法确保设备保持垂直，也无法测量实际方向。暂时忘记陀螺仪并假设设备不能绕垂直轴旋转。您有三个加速度计，大概是为了估计 3D 位置。因此，如果您看到 X 方向上有加速度，您就会增加对您在 X 方向上的位置的估计。同样，如果您看到 Z 方向上的加速度(我假设是“向上”)，您就会增加对 Z 方向上的位置的估计。现在稍微旋转设备，例如绕 Y 轴旋转 30 度。现在，当设备认为您正在沿 X 方向加速时，设备实际上的加速速度比 X 中指示的要小一些，而且它也在 Z 方向上加速。因此您的位置估计现在不正确。

旋转更难积分(方程更“僵化”，需要更小的时间步长来保持精度)。但如果设备倾斜(因为设备无法判断它是否倾斜)，它们也会遇到类似的计算错误答案的问题。它会认为绕垂直轴的旋转比实际更大或更小，因为旋转的一部分实际上是绕着不同的轴(就像加速部分的一部分是沿着不同的轴一样)。

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也许您需要聘请一名顾问(不，我不是在找工作)来帮助您制定数学公式。