文档介绍：这两天看了论坛里的关于MPU6050的帖子,自己回家照葫芦画瓢的也做了一些实验,关于如何和实际的姿态矫正联系起来还不太清楚,今天在看手册时,发现了"LSB/g"这个单位,不知道什么意思,后来经过多处查询,知道了这个单位的含义,在这里就作为学****笔记记录下来吧。
以MPU6050加速度测量值为例:当测量范围是±2g时,测量精度是16384LSB/g,这个参数的含义简单说就是当测量的加速值是1g(重力加速度)时,那么加速度的输出就是16384,这也就是为什么在程序中需要对加速度的原始数据除以16384。那么为什么是16384呢,我们计算一下:16384*2=32768,32768*2=65536=2^16,MPU6050的ADC是16位的,所以不管测量范围多大,最终的输出范围都不会超过65535,所以测量范围越大,精度就越低。下面计算一下测量范围是±16g时的精度:16*2/65536=,然后取倒数1/=2048,和手册上完全一样。LSB/g是针对数字输出的传感器而言的。
陀螺仪加速度计MPU6050
作者:nieyong
陀螺仪
陀螺仪,测量角速度,具有高动态特性,它是一个间接测量角度的器件。它测量的是角度的导数,即角速度,要将角速度对时间积分才能得到角度。
陀螺仪就是内部有一个陀螺,它的轴由于陀螺效应始终与初始方向平行,这样就可以通过与初始方向的偏差计算出旋转方向和角度。传感器MPU6050实际上是一个结构非常精密的芯片,内部包含超微小的陀螺。
如果这个世界是理想的,美好的,那我们的问题到此就解决了,从理论上讲只用陀螺仪是可以完成姿态导航的任务的。只需要对3个轴的陀螺仪角速度进行积分,得到3个方向上的旋转角度,也就是姿态数据。这也就是说的快速融合。
不过很遗憾,现实是残酷的,由于误差噪声等的存在,对陀螺仪积分并不能够得到完全准确的姿态,尤其是运转一段时间以后,积分误差的累加会让得到的姿态和实际的相差甚远。
那么哪些原因会使陀螺仪得到的姿态结果不准确呢?下面列举除常见的几种:
零点漂移
假设陀螺仪固定不动,理想角速度值是0dps(degree per second),但是存在零点漂移,,,积分一秒之后,,1分钟之后是6度,还能忍受,一小时之后是360度,转了一圈,也就是说,陀螺仪在短时间内有很大的参考价值。
白噪声
电信号的测量中,一定会带有白噪声,陀螺仪数据的测量也不例外。所以获得的陀螺仪数据中也会带有白噪声,而且这种白噪声会随着积分而累加。
温度/加速度影响
陀螺仪是一个温度和加速度敏感的元器件。例如对于加速度,多轴飞行器中的马达一般会带来较强烈的振动,一旦减震控制不好,就会在飞行过程中产生很大的加速度,必会带来陀螺输出的变化,引入误差。这就是在陀螺仪数据手册上常见的deg/sec/g指标。
积分误差
对陀螺仪角速度的积分是离散的,长时间的积分会出现漂移的情况。所以要考虑积分误差的问题。
这是由于陀螺仪测量姿态存在这么多的误差,所以我们必须要使用其它传感器辅助校正,其中最重要的就是下面的加速度传感器。
加速度计
加速度计的低频特性好,可以测量低速的静态加速度。在我们的飞行器上,就是