请教一个纯陀螺仪求姿态四元数问题。。。。。。

mruio

我试过了 毕卡解法，还有 三子样的等效旋转矢量 方法
来对姿态四元数进行积分，在低动态的情况下效果还可以。
但在高动态下，特别是做圆锥运动时，发现积分偏差好大，运动后放回原来的位置欧拉角的偏差有时候有几十度，
整个过程没有用其他传感器，就用MPU6050的陀螺仪，采样率设置为1kHz，三子样方法中的三个样本采集间隔1ms
整个姿态更新过程为3ms
陀螺仪静态漂移很小，基本上一分钟才漂移几度
请问各位，有什么好的建议呢？

jiang887786

我的驱动程序刚刚弄好，最近工作忙，有时间交流一下，呵呵

mruio

有人研究过吗？？？

g921002

靜態一分鐘幾度，那動態時呢？~~~

mruio

g921002 发表于 2014-6-15 15:05
靜態一分鐘幾度，那動態時呢？~~~

静态是只飞行器放着不动。
运动时，大概十几二十度以上吧，一般十几秒就能飘十几度。。。
当然是在晃动很剧烈的情况下。
电机没有工作，单纯的用手抓着飞行器摇动。。。
这么大的漂移正常吗？

笑笑我笑了

我来给段MATLAB代码吧

1.     sx = t*X_GYRO(i);
   
2.     sy = t*Y_GYRO(i);
   
3.     sz = t*Z_GYRO(i);
   
4.     s = 0.25*(sx^2+sy^2+sz^2);
   
5.    
   
6.     ac = 1-0.5*s+s^2/24;
   
7.     as = 0.5*(1 - s/6 + s^2/120);
   
8.    
   
9.     A(1,1) =  ac;
   
10.     A(1,2) = -as*sx;
    
11.     A(1,3) = -as*sy;
    
12.     A(1,4) = -as*sz;
    
13.    
    
14.     A(2,1) =  as*sx;
    
15.     A(2,2) =  ac;
    
16.     A(2,3) = -as*sz;
    
17.     A(2,4) =  as*sy;
    
18.    
    
19.     A(3,1) =  as*sy;
    
20.     A(3,2) =  as*sz;
    
21.     A(3,3) =  ac;
    
22.     A(3,4) = -as*sx;
    
23.    
    
24.     A(4,1) =  as*sz;
    
25.     A(4,2) =  as*sy;
    
26.     A(4,3) = -as*sx;
    
27.     A(4,4) =  ac;
    
28.    
    
29.     %time updata
    
30.     X = A*X;

复制代码

X是四元数。

mruio

笑笑我笑了 发表于 2014-6-15 15:28
我来给段MATLAB代码吧

X是四元数。

这是一个四阶近似的毕卡解法吧。。。
我直接用三角函数运算，效果好像也差不多。

g921002

mruio 发表于 2014-6-15 15:23
静态是只飞行器放着不动。
运动时，大概十几二十度以上吧，一般十几秒就能飘十几度。。。
当然是在晃动很 ...

正常，不過這樣的表現在MEMS陀螺算不錯囉。

笑笑我笑了

mruio 发表于 2014-6-15 15:47
这是一个四阶近似的毕卡解法吧。。。
我直接用三角函数运算，效果好像也差不多。 ...

对，和直接用三角函数差不多。我觉得改进空间在旋转角的获取上。毕竟直接角速度乘时间太简单了吧。

mruio

笑笑我笑了 发表于 2014-6-15 16:30
对，和直接用三角函数差不多。我觉得改进空间在旋转角的获取上。毕竟直接角速度乘时间太简单了吧。 ...

我用三子样的方法，想当于每次使用三个陀螺仪的数据，进行对角速度进行抛物线拟合，出来的效果也就好一点点而已。
估计算法漂移不是主要原因。
提高姿态更新周期应该可以好一点，但我用MPU6050在开低通滤波的情况下，频率只能是1Khz不能再快了。
或许可以试试在飞控板上在加低通滤波，陀螺仪采样率达到8kHz
不过，可能最主要原因还是陀螺仪本身的问题。


同时，想问一下，跟加速度计与电子罗盘数据融合用什么方法比较好呢？
电子罗盘好像在电机高转速的时候，受影响很大啊。。。

笑笑我笑了

mruio 发表于 2014-6-15 17:31
我用三子样的方法，想当于每次使用三个陀螺仪的数据，进行对角速度进行抛物线拟合，出来的效果也就好一点 ...

我目前还是用的卡尔曼滤波，仅用了加速度计和陀螺仪。等卡尔曼滤波搞完了之后会尝试下梯度下降法。LZ最好每种方法都试下嘛。

wangziqidai

笑笑我笑了 发表于 2014-6-17 15:55
我目前还是用的卡尔曼滤波，仅用了加速度计和陀螺仪。等卡尔曼滤波搞完了之后会尝试下梯度下降法。LZ最好 ...

姿态解算的算法给我参考下好么？卡住了

ljh407055315

mruio 发表于 2014-6-15 17:31
我用三子样的方法，想当于每次使用三个陀螺仪的数据，进行对角速度进行抛物线拟合，出来的效果也就好一点 ...

不用6050开低通滤波，直接算法加低通滤波，这样子快很多！楼主能否分享下你的算法，可以交流下！

sangna

笑笑我笑了 发表于 2014-6-17 15:55
我目前还是用的卡尔曼滤波，仅用了加速度计和陀螺仪。等卡尔曼滤波搞完了之后会尝试下梯度下降法。LZ最好 ...

我现在在用MPU9250做惯性导航的解算，想问您是否愿意做。如果您愿意做，请联系QQ:731001811，谢谢。

xl1736

这个我发现不是陀螺仪的问题

xl1736

我也碰到了这个问题，请问楼主解决了么？

mruio

陀螺仪性能问题