关于IMU里面的ROll和Pitch角度解算的疑惑，求高手帮忙

forwinry

这是一个开源云台的代码里面在IMU中关于ROll和Pitch角的解算的部分

// Rotate Estimated vector(s), ROLL
  deltaGyroAngle  = gyroADC[ROLL] * scale;
  EstG.V.Z =  scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.Z - ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.X;
  EstG.V.X =  ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.Z + scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.X;
// Rotate Estimated vector(s), PITCH
  deltaGyroAngle  = gyroADC[PITCH] * scale;
  EstG.V.Y =  scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.Y + ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.Z;
  EstG.V.Z = -ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.Y + scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.Z;
// Rotate Estimated vector(s), YAW
  deltaGyroAngle  = gyroADC[YAW] * scale;
  EstG.V.X =  scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.X - ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.Y;
  EstG.V.Y =  ssin(deltaGyroAngle) * EstG.V.X + scos(deltaGyroAngle) * EstG.V.Y;
// Attitude of the estimated vector
  angle[ROLL]  =  _atan2(EstG.V.X, EstG.V.Z) ;
  angle[PITCH] =  _atan2(EstG.V.Y, EstG.V.Z) ;

群里有高手能帮我说明这段代码的意思吗，计算Pitch和Roll的角度应该是用X，Y，Z轴的加速度分量做反正切，但为什么加速度分量使用gyro的数据来算的呢

小憨不傻

这是求估计值，应该还有一个测量值，测量值应该是你说的加速度计直接的求解出来的ROLL 和PITCH，最后测量值和估计值做互补还是EKF，滤波算法基本上都是这个思路

forwinry

小憨不傻 发表于 2015-8-1 11:24
这是求估计值，应该还有一个测量值，测量值应该是你说的加速度计直接的求解出来的ROLL 和PITCH，最后测量值 ...

恩，这个我昨天大致弄明白了，deltaGyroAngle=GyroADC*GyroScale是用来求陀螺仪测量的角度，然后用小角度近似赋给了sin（delta）和cos（delta），最后把正弦余弦代入转置矩阵求解加速度分量，再求解偏转角度。现在在了解代码中关于互补滤波的部分。但是有问题我还没弄清楚，这部分代码可以用反正切函数求解ROll和PITCH的角度，但是YAW的角度怎么求解呢。

小憨不傻

forwinry 发表于 2015-8-1 16:24
恩，这个我昨天大致弄明白了，deltaGyroAngle=GyroADC*GyroScale是用来求陀螺仪测量的角度，然后用小角度 ...

yaw的求解是一样，通过四元数转欧拉角的，DCM(方向余弦矩阵)，可求得Yaw，但是这个Yaw是陀螺仪估计出来的，还需要一个传感器提供测量值进行修正，加速度计是没法修正Yaw。通常采用磁力计修正yaw。

梦幻之旅

IMU里面的ROll和Pitch角度解算

forwinry

小憨不傻 发表于 2015-8-3 08:54
yaw的求解是一样，通过四元数转欧拉角的，DCM(方向余弦矩阵)，可求得Yaw，但是这个Yaw是陀螺仪估计出来的 ...

那是不是意味如果没有磁力计做修正的话，yaw轴的角度解算就是直接从陀螺仪读取的值，类似 yaw轴的角度就是 deltaGyroAngle[Yaw] 。

小憨不傻

forwinry 发表于 2015-8-3 11:08
那是不是意味如果没有磁力计做修正的话，yaw轴的角度解算就是直接从陀螺仪读取的值，类似 yaw轴的角度就 ...

嗯，是的，没有磁力计的情况下，就只有估计值，没有测量值来修正。
因此偏航角必定会飘。
不过飘的速度看你的估计算法，如果直接采用Z轴陀螺仪输出值直接积分的话，飘的速度会很快。
采用四元数积分的话，漂移的速度，就不会那么快能过飞个十几二十分钟，没问题！

forwinry

小憨不傻 发表于 2015-8-3 11:15
嗯，是的，没有磁力计的情况下，就只有估计值，没有测量值来修正。
因此偏航角必定会飘。
不过飘的速度看 ...

谢谢你，我是打算做云台的，所以就不用磁力计，相比较飞行器，云台的yaw轴直接用陀螺仪的输出值，感觉应该问题不大。