使用陀螺仪和加速度计获取方向

Question

• 我想监测设备在2个轴上的方向：简单来说就是哪个方向是下面。
• 它必须在长时间（12小时）内保持准确性。
• 它将受到绕所有轴旋转和加速度的影响。

该设备将是具有标准陀螺仪/加速度计的Android手机。使用这两种传感器类型，是否可能满足上述要求？

我的想法：仅使用加速度计无法实现该目标，因为在任何时刻给定一组值时，无法分离重力和空间加速度分量。我不明白陀螺仪如何帮助解决这个问题。是否有任何聪明的公式/算法可以解决这个问题？

谢谢

- CL22

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尝试在谷歌上搜索“加速度计陀螺仪数据融合”。这是IMU中非常常见的任务，绝对可行。（我能想到的是，你可以设置一个卡尔曼滤波器/只对加速度计进行高通滤波，对陀螺仪进行低通滤波，但我手头没有任何实现细节）。 - sapi

Answer 1

一个简单的合并加速度计和陀螺仪数据的方式是使用互补滤波器。这样，你就不会遇到陀螺仪漂移和加速度计噪声的问题。与卡尔曼滤波器相比，它也更容易理解和使用。

您将使用积分来从陀螺仪中计算角度。 对于加速度计，您将使用tan2函数来确定重力向量的位置。然后互补滤波器将结合这两个角度，如下所示：

角度 = 0.98 *（角度 + gyroData * dt）+ 0.02 * accAngle 请注意，您只需要取加速度计数据的一部分（足以抵消漂移）。因此，在快速变化时，您将使用陀螺仪数据，但在长期运行中，您将继续遵循加速度计角度计算的平均值，以避免漂移。

希望这能帮助您。如果您需要更多信息和C代码示例，请查看我在这里写的文章：http://www.pieter-jan.com/node/11

- Pieter-Jan