四元素法解算6050姿态角,因四元素不断更新,即便静止状态,但只要一直调用该函数,四元素也将不断更新,导致求得的欧拉角也不断更新,需要一定时间稳定,求助大神!!
代码如下:
float q0 = 1, q1 = 0, q2 = 0, q3 = 0; // 四元数的元素,代表估计方向 float exInt = 0, eyInt = 0, ezInt = 0; // 按比例缩小积分误差 float exDif=0,eyDif=0,ezDif=0;
float Yaw,Pitch,Roll; //偏航角,俯仰角,翻滚角
#define Kp 2.0f // 比例增益支配率收敛到加速度计/磁强计
#define Ki 0.001f // 积分增益支配率的陀螺仪偏见的衔接
#define Kd 0.001f
#define halfT 0.005f //四元素求欧拉角 void IMUupdate(float gx, float gy, float gz, float ax, float ay, float az)
{ float norm; float vx, vy, vz; float ex, ey, ez; static float last_ex,last_ey,last_ez;
// 测量正常化 norm = sqrt(ax*ax + ay*ay + az*az); ax = ax / norm; //单位化 ay = ay / norm; az = az / norm; // 估计方向的重力 vx = 2*(q1*q3 - q0*q2); vy = 2*(q0*q1 + q2*q3); vz = q0*q0 - q1*q1 - q2*q2 + q3*q3; // 错误的领域和方向传感器测量参考方向之间的交叉乘积的总和 ex = (ay*vz - az*vy); ey = (az*vx - ax*vz); ez = (ax*vy - ay*vx); // 积分误差比例积分增益 exInt = exInt + ex*Ki; eyInt = eyInt + ey*Ki; ezInt = ezInt + ez*Ki;
exDif = ex-last_ex; eyDif = ey-last_ey; ezDif = ez-last_ez;
last_ex = ex; last_ey = ey; last_ez = ez; // 调整后的陀螺仪测量 gx = gx + Kp*ex + exInt + Kd*exDif; gy = gy + Kp*ey + eyInt + Kd*eyDif; gz = gz + Kp*ez + ezInt + Kd*ezDif; // 整合四元数率和正常化 q0 = q0 + (-q1*gx - q2*gy - q3*gz)*halfT; q1 = q1 + (q0*gx + q2*gz - q3*gy)*halfT; q2 = q2 + (q0*gy - q1*gz + q3*gx)*halfT; q3 = q3 + (q0*gz + q1*gy - q2*gx)*halfT; // 正常化四元 norm = sqrt(q0*q0 + q1*q1 + q2*q2 + q3*q3); q0 = q0 / norm; q1 = q1 / norm; q2 = q2 / norm; q3 = q3 / norm; Pitch = asin(-2 * q1 * q3 + 2 * q0* q2)* 57.3; // pitch ,转换为度数 Roll = atan2(2 * q2 * q3 + 2 * q0 * q1, -2 * q1 * q1 - 2 * q2* q2 + 1)* 57.3; // rollv Yaw = atan2(2*(q1*q2 + q0*q3),q0*q0+q1*q1-q2*q2-q3*q3) * 57.3; //Yaw,转换为度数 }
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