Mini AHRS
Mini AHRS 姿态解算说明
本章旨在讲解以下内容
1.加速度
2.陀螺仪
3.磁力计
MiniIMU AHRS姿态板销售网址：
Http://chiplab7.taobao.com/
作者：lisn3188
0
序言
一直想写篇文章关于姿 态解算原理的，使用尽量通俗的语 句说明如何从加速度计和陀螺
仪的数据，融合得到载 体的姿态角。无奈自己的水平有限 ，一直搁置。
淡泊以明志,宁静以致远.人总 是要逼自己做些事，才过得心安理 得。那就拿点时间把这
方面的资料整合一下吧 。这篇文章的大部分内容都不是本 人原创的,感谢网络上无私奉献的
人.
在此介绍一下实验的姿 态板 ,新一代的mini AHRS,采用STM32F103单片机进 行姿态解
算，板子上集成有
1.MPU6050，三轴 的加速度和陀螺仪
2.HMC5883 三轴的 磁力计
3.BMP180 高精度气压高度计
这些传感器都通过I2C接口连接到主控制器STM32.不需要额外的ADC电 路,直接通过数字接
口就可以读取传感器的 当前输出.
SDA
SCL
3. 3VVDD
MPU6050
HMC5883
BMP180
STM32F
103T8
.
K 2
4
7 x
3轴陀螺仪
3轴加速器
3轴
地磁传感器
气压高度计
UART数据输出
SWD调试 接口
LED状态 指示
Mini AHRS硬件框图
Mini AHRS是一个 九轴的姿态仪模块，使用的都是数字器件，每一个传感器内 部都集成有
ADC， 只需要通过I2C总线，就可以读取传感 器当前输出。
现在我们不着急了解如 何读出这些数据，先来认识一下这 些传感器都是做什么，它们
主要是测量哪些物理量 ，从加速度计开始。
7
chiplab7.taobao.com
Powered By 第七实验室
1
加速度计
加速度计顾名思义,就是测 量加速度的.那么,我们如何认识这个加速 度呢?在此用一个盒子形
状的立方体来做模型， 认识加速度,如下,盒子内的图像。
如果我们把盒子形状的 立方体 放在一个没引力场的地方,球会保 持在盒子的中间.你可以想
象，这个盒子是在外太 空，远离任何天体，很难找到这样 的地方,就想象飞船轨道围绕地球
飞，一切都是在失重状 态下。那么六个壁面感受到的压力 都是0.
如果我们突然将立方体 向左侧移动（我们加快加速，1G =9 .8米/ S ^ 2），皮球打在了
墙上X-。然后，我们测量 球适用于在X轴上的壁和输出-1g值的压 力。如下图
失重状态
请注意，加速度计反应 的加速向量与当前的受力方向是相 反的.如上图所示,受力方向向
左,但是加速度的向量方向 为右.
7
chiplab7.taobao.com
Powered By 第七实验室
如果我们把这个小盒子 拿来放在地球上,那么小球会落在Z-壁面上， 并会为1G的底壁施加一
个力，在下面的图片所 示：
在这种情况下，框不动 ，但我们仍然可以得到Z轴的读数-1G。 球在墙壁上的压力造成的引
力场。
到目前为止，我们已经 分析了单个轴加速度计的输出，这 是你会得到一个单轴加速度计。
三轴加速度计的真正价 值，即是他们可以同时检测到所有 三个轴的惯性力。让我们回到我
们的盒模型，并让旋转4 5度在右边的框中。球会触及两面墙 ：Z和X-在下面的图片所示：
7
chiplab7.taobao.com
Powered By 第七实验室
评论3
最新资源