使用Android实现陀螺仪和加速度计的互补滤波器

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使用Android实现陀螺仪和加速度计的互补滤波器

androidfiltertrackingaccelerometergyroscope

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最近我进行了一些研究，使用加速度计和陀螺仪来跟踪智能手机，而不需要GPS的帮助（请参见此帖子）基于陀螺仪和加速度计的室内定位系统

为此，我需要我的方向（角度（俯仰，横滚等）），所以这是我迄今为止所做的：

public void onSensorChanged(SensorEvent arg0) {
    if (arg0.sensor.getType() == Sensor.TYPE_ACCELEROMETER)
    {
        accel[0] = arg0.values[0];
         accel[1] = arg0.values[1];
   accel[2] = arg0.values[2];
   pitch = Math.toDegrees(Math.atan2(accel[1], Math.sqrt(Math.pow(accel[2], 2) + Math.pow(accel[0], 2))));

  tv2.setText("Pitch: " + pitch + "\n" + "Roll: " + roll);

   } else if (arg0.sensor.getType() == Sensor.TYPE_GYROSCOPE )
{
  if (timestamp != 0) {
  final float dT = (arg0.timestamp - timestamp) * NS2S;         
  angle[0] += arg0.values[0] * dT;
  filtered_angle[0] = (0.98f) * (filtered_angle[0] + arg0.values[0] * dT) + (0.02f)* (pitch);
   }        
   timestamp = arg0.timestamp;
 }
}

在这里，我正在尝试从我的加速度计（俯仰）角度（仅用于测试），通过时间积分陀螺仪_X并使用互补滤波器进行过滤来倾斜。

filtered_angle[0] = (0.98f) * (filtered_angle[0] + gyro_x * dT) + (0.02f)* (pitch)

dT 大约为 0.009 秒

但是我不知道为什么我的角度并不是非常准确... 当设备平放在桌子上（显示面向上）时。

Pitch (angle fromm accel) = 1.5 (average) 
Integrate gyro = 0 to growing (normal it's drifting) 
filtered gyro angle = 1.2

当我将手机向上抬起90度时（屏幕朝着我面前的墙），

Pitch (angle fromm accel) = 86 (MAXIMUM) 
Integrate gyro = he is out ok its normal 
filtered gyro angle = 83 (MAXIMUM)

因此，角度永远不会达到90度吗？即使我试图再将手机举高一点……为什么它不能达到90度？我的计算有误吗？还是传感器的质量很差？

另一件让我感到疑惑的事情是：在Android上，我没有“读取”传感器的值，但当它们发生变化时我会收到通知。问题在于，如您在代码中所见，加速度计和陀螺仪共享同一方法……因此，当我计算滤波后的角度时，我会提前0.009秒测量加速度计的俯仰角度，对吗？这可能是我的问题源头吗？

谢谢！

- Alexis

1

可能是重复的问题：基于陀螺仪和加速度计的室内定位系统。 - Potatoswatter

4个回答

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我写了一篇关于使用互补滤波器进行陀螺仪和加速度计方向跟踪的教程：http://www.pieter-jan.com/node/11，也许可以帮到你。

- Pieter-Jan

0

我测试了你的代码，发现可能比例因子不一致。将音高转换为0-pi可以得到更好的结果。在我的测试中，滤波后的结果约为90度。

pitch = (float) Math.toDegrees(Math.atan2(accel[1], Math.sqrt(Math.pow(accel[2], 2) + Math.pow(accel[0],   2))));
pitch = pitch*PI/180.f;

filtered_angle = weight * (filtered_angle + event.values[0] * dT) + (1.0f-weight)* (pitch);

- yee.hoo.dev

-1

我尝试过，这将给你90度的角度...

filtered_angle = (filtered_angle / 83) * 90;

- Arfan Mirza

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可以查看英文原文，
原文链接

- Ali · Accepted Answer

我只能重复自己。通过两次积分来获得位置，但是误差非常大，实际上没有用。换句话说，你正在试图解决不可能的问题。

你实际上可以追踪方向。

横滚、俯仰和偏航是有问题的，请不要使用它们。在我已经推荐的视频中，在38:25处检查。

这是一个关于如何使用陀螺仪和加速度计跟踪方向的优秀教程。类似的问题可能会对你有所帮助：

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