trigonometry - 如何使用陀螺仪和磁力计计算航向

Question

我有陀螺仪和磁力计的原始数据。根据这些数据，我必须以 1Deg 的精度计算航向信息。

我想知道，是否有任何算法可以帮助我使用具有上述准确性的可用信息获取航向信息？

任何文章或任何链接也将有所帮助。

谢谢

Answer 1

我假设您正在使用电话收集 gyroscope+magnetometer数据。

您无法使用 Gyro+Magnetometer 计算标题除非您知道设备的初始状态。你要试试Accelerometer+Magnetometer .您可以从 rotation-matrix' or 获取航向值来自 Android/IOS 设备的运动传感器 API 的 yaw` 组件。

如果您想实现自己的尝试倾斜补偿算法。您所要做的就是使用 accelerometer 实现倾斜补偿的电子罗盘。和 magnetometer .你得到 accelerometer和 magnetometer设备框架中的读数。 Accelerometer和 Magnetometer提供读数作为设备旋转的函数。此旋转包含设备的滚动、俯仰和航向信息。以下是使用accelerometer+magnetometer的航向估计的解释和推导.



Tilt compensation algorithm

让 accelerometer和 magnetometer给你



分别读。它们在设备框架中，并且设备通过

.

哪里是你正在寻找的方向。所以设备的旋转矩阵将是







我们必须解决 .所以一步一步求解 .



从上面，等于零我们得到



拥有 从上面





这是从 accelerometer+magentomete 获取 Heading 值的基本方法.偏航/航向值由手机中的运动传感器 API 提供。

在实现 sensor-fusion 时您必须注意一些事项算法。 Accelerometers并不总是重力方向，它给出了传感器经历的整体加速度方向，例如，线性加速度下的设备。 Magnetometer由于附近的铁磁物质，读数会失真。准确性取决于 gyroscope 中的系统偏差分量传感器也是。

有许多算法可以估计准确的航向值。他们之中有一些是

Madgwick AHRS

补充过滤器

卡尔曼滤波器

Compensation of Magnetic Disturbances ，该算法给出了最好的结果。