三维空间中的刚体运动、MPU6050、DMP姿态解算、卡尔曼滤波

坐标系

空间中三个正交的轴组成,构成线性空间的一组基($𝒆_1,𝒆_2,𝒆_3$)

左右手系

欧拉角(Euler Angles)

将空间中的旋转分解到三次不同轴(定轴或动轴)上的转动

常见定义

yaw(偏航角):绕y轴旋转

pitch(俯仰角):绕x轴旋转

roll(横滚角):绕z轴旋转

(右手系)

 位姿其实就是位置和姿态的合称,位置也就是在三维空间中的坐标(x,y,z),而姿态是在三维空间中的旋转(r,p,y),因此位姿总共包含6个自由度。

 左右歪头是滚转角roll,上下点头是俯仰角pitch,左右摇头则是偏航角yaw。

MPU6050

 

 

卡尔曼滤波

卡尔曼滤波是递推预测滤波算法,算法中涉及滤波也涉及对下一时刻的预测。

该滤波方法提供了一种高效可计算的方法来估计过程的状态,并使估计均方误差最小。它可以估计信号过去、当前甚至将来的状态,即使不知道模型的确切性质。

因为传感器传来的数据受到现实环境的干扰,存在误差,所以要通过滤波消除误差的影响。

比如开车时要定位位置,传感器提供了①加速度信息②里程表信息③GPS信息

卡尔曼滤波就可以结合已知信息估计最优位置,本质上其实是优化估计算法。(感觉数学建模可能可以用上了)

 

 

 

 

参考:

1.机器人的坐标体系RPY:roll轴、pitch轴和yaw轴_yaw轴pitch轴roll轴_sandalphon4869的博客-CSDN博客

2.【视觉SLAM】视觉SLAM:一直在入门,从未到精通 - 知乎 (zhihu.com)

3.STM32 实现 MPU6050 数据读取与倾角检测 - 知乎 (zhihu.com)

4.超详细陀螺仪MPU6050模块输出姿态角(有完整版源码)_Wu__La的博客-CSDN博客

5.MPU6050-哔哩哔哩_Bilibili

6.MPU6050姿态融合解算(DMP)爱写代码的猫的博客-CSDN博客

7.Dynamic Movement Primitives介绍及Python实现与UR5机械臂仿真 - 知乎 (zhihu.com)

8.MPU6050姿态解算方式1-DMP - 知乎 (zhihu.com)

9.用人话告诉你 mpu6050 电子陀螺芯片怎么使用_哔哩哔哩_bilibili

10.2. 2-卡尔曼滤波要完成的任务_哔哩哔哩_bilibili

posted @ 2023-07-27 23:25  asandstar  阅读(601)  评论(0编辑  收藏  举报