MPU9250九轴姿态解算开发小结
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2017-12-14
10:32:57
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硬件平台：STM32F4 探索者开发板
集成开发环境：KEIL5
摘要
以 STM32 为硬件平台使用 MPU9250 来进行九轴数据融合，使用到的传感器为陀螺仪、加
速度计、磁力计，姿态融合算法采用的是 mahony 算法，最后静止时 yaw 角在 1 度以内跳
动，本文的定位是一篇惯导的入门级说明书，仅以这几天的努力为后世之人做垫脚石。
一、 数学基础
四元数、欧拉角、旋转矩阵等知识在这里就不赘述了，网上很容易就可以找到。在这
里主要是想讲一下旋转矩阵左乘和右乘。假设有如下两个坐标系 n 系和 b 系，n 系表
示参考坐标系，在这里就是地理坐标系，b 系表示物体坐标系，在这里就是惯导自身
的坐标系。假设物体坐标系逆时针旋转 a 角，其旋转矩阵可表示为：
aa
aa
A
cossin
sincos
假设 a=45 度，
2
2
2
2
2
2
2
2
A
，假设在物体坐标系中有一向量
T
Vn )0,1(
，
2
2
2
2
VnA
,而这就是物体坐标系中的
Vn
在参考坐标系中的表示，注意这里我用了
表示二字，说明
Vn
还是那个
Vn
，只是它的表达方式不一样，它参照的对象不一样。由
此我们可以知道
VnA
实际上就是把物体坐标系的
Vn
转化为在参考坐标系里的表示。
而相反的
AVn
T
就是把参考坐标系里的表示转化为物体坐标系里的表示。
二、 获得原始数据以及相应的校正及滤波
硬件连接的部分 SCL 和 SDA 就不说了，这跟自己配置的 IIC 有关，AD0 接地（接地还
是接 VCC 决定的是 IIC 通讯下 MPU9250 的器件地址，具体可以看 MPU9250 的使用手
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