MPU9150 资料

MPU9150 资料 MPU9150 是一款常用的惯性测量单元（IMU），它可以测量物体的加速度和角速度。下面是对 MPU9150 的使用和其他说明的详细知识点。 什么是加速度计和陀螺仪 加速度计和陀螺仪是惯性测量单元（IMU）的两个主要组件。加速度计主要测量物体的加速度，而陀螺仪主要测量物体的角速度。加速度计可以测量物体运动的加速度，陀螺仪可以测量物体转动的角速度。 加速度测量 在开始之前，需要了解加速度具有合成定理。即重力加速度可以分解成 x、y、z 三个方向的加速度。加速度计可以测量某一时刻 x、y、z 三个方向的加速度值。在自平衡小车上，利用加速度计测出重力加速度在 x、y、z 轴的分量，然后利用各个方向的分量与重力加速度的比值来计算出小车大致的倾角。 从加速度得到角度的方法 可以通过加速度计平放，分别画出 xyz 轴的方向。小车摆动时，参考水平面就是桌面，并且车轴（y 轴）与桌面始终是平行的，小车摆动和移动过程中 y 轴与桌面的夹角是不会发生变化的，一直是 0 度。发生变化的是 x 轴与桌面的夹角以及 z 轴与桌面的夹角。 假设某一时刻小车上加速度计（mpu6050）处于如下状态： 可以计算出小车的倾斜角，也就是与桌面的夹角 a。上图 g 是重力加速度，gx、gz 分别是 g 在 x 轴和 z 轴的分量。由于重力加速度是垂直于水平面的，得到： 角 a+角 b=90 度 X 轴与 y 轴是垂直关系，得到： 角 c+角 b=90 度 于是轻松的就可以得出： 角 a=角 c 根据力的分解，g、gx、gz 三者构成一个长方形，根据平行四边形的原理可以得出： 角 c=角 d 所以计算出角度 d 就等效于计算出了 x 轴与桌面的夹角 a。 使用 sin 函数计算角度 可以使用 sin 函数计算角度。根据正弦定理可以得出： Sind=gx/g 得到这个公式可是还是得不到想要的角度，因为需要计算反正弦，而反正弦在单片机里不是很好计算。 小角度情况下的近似计算 在角度较小的情况下，角度的正弦与角度对应的弧度成线性关系。可以使用近似计算来得到角度。 MPU9150 是一款强大的惯性测量单元，通过加速度计和陀螺仪可以测量物体的加速度和角速度，并且可以通过计算得到小车的倾斜角度。