前几天看到官½的新规则 觉得很有意思 看看自己帐号注册 2 年多了 比赛也做了 2 届 从论坛上下了
大堆资料 也没给论坛贡献什么有价值的东西 实在惭愧啊 正½自己以前捣鼓过一段时间四½飞行器
把½时收集的一些资料发上来大家共享下吧 大部分取自½络 还有一部分自己的思考 重要的地方用
红字标明了 来自½络的½用蓝字标明 本人才疏学浅 论坛里藏龙卧虎 有不对的还请大家指正 新手
看看全½一个感性认识。
由于时间太长 就不标原文地址了 大家搜搜½½搜到 另外 四½飞控论坛上
已经看到有人跑过去要 7260 和 EN—03 的资料了 嘿嘿 数据手册其实很½找的 相关资料也很多的
大家多多利用搜索引擎啊
加速度传感器测的是什么？
我觉得很多时候大家½被它的名字给误导了 我觉得准确的来说它测的不是加速度 至少
对于 mma7260 这类的片子 它检测的是它受到的惯性力(包括重力！重力也是惯性力)。那又有人要问
了 F=ma 惯性力不就是加速度么？ 差矣
加速度传感器实际上是用 MEMS 技术检测惯性力造成的微小
½变
注意 检测的是微小½变 所以 ½把加速度传感器 水平静止放在桌子上 它的 Z ½输出的是 1g
的加速度 因为它 Z ½方向被重力向下拉出了一个½变 可是½绝对不会认为它在以 1g 的加速度往下
½吧 ½如果让它做自由½½ 它的 Z ½输出应该是 0 给个½象的说法 可以把它看成是一块弹弹胶
它检测的就是自己在三个方向被外力½用造成的½变。从刚才的分析可以发现 重力这个东西实际是
个很恶心的东西 它½隔空打牛，在不产生加速度的情况下对加速度传感器造成½变，在产生加速度
的时候不造成½变，
而其他力½做不到。
可惜的是，
加速度传感器不会区分重力加速度与外力加速度。
所以，½系统在三维空间做变速运动时，它的输出就不正确了 或者说 它的输出不½表明
物½的姿态和运动状态 举个例子 ½一个物½在空间做自由½½时 在 X ½受到一个外力½用 产生 g
的加速度 这时候 x y z ½的输出分别是 g,0,0
如果这个物½被 x ½朝下静止放在水平面上 它 x
y z ½的输出也分别是 g,0,0 所以说 只靠加速度传感器 来估计自己的姿态 是 很危险而不可取的
加速度传感器有什么用？
加速度计,可以测量加速度,包括重力加速度,于是在静止或匀速运动（匀速直线运动）的时
候,加速度计仅仅测量的是重力加速度,而重力加速度与刚才所说的 R 坐标系（绝对坐标系） 是固连
的,通过这种关系,可以得到加速度计所在平面 与 地面 的角度关系
也就是横滚角和俯仰角 计算公
示如下
俯仰角
横滚角
陀螺仪测的是什么？
陀螺仪可以测量角速度,具有高动态特性,½是它是一个间接测量器件,它测量的是角度的
导数,角速度,显然我们要将角速度对时间积分才½得到角度
看到积分 我想敏感的同学马上就½发
现一个致½的问题
积分误差
积分误差的来源 主要有两个 一个是积分时间
积分时间 Dt 越小，输出角度越准
一个是器
更多资料详见
http://lmdzstyle.taobao.com
相关运用：
http://item.taobao.com/item.htm?spm=2013.1.1998246703.1.cYDoXm&id=43185624653&taskid=12627664
件本身的误差
假设陀螺仪固定不动,理想角速度值是 0dps(degree per second)，½是有一个偏½
0.1dps 加在上面,于是测量出来是 0.1dps,积分一秒之后,得到的角度是 0.1 度,1 分钟之后是 6 度,还
½忍受,一小时之后是 360 度,½了一圈
所以说
陀螺仪在短时间内有很大的参考价值
陀螺仪另外一个问题是
它的测量基准是自身，并没有系统外的绝对参照物
重力½是个绝½
的参照物 因此需要陀螺仪和加速度传感器的配合½用 如果要测偏航角 YAW 还需要电子½盘感知地
磁方向 给出水平方向的绝对参考（½然这个在智½½上不存在吧······——！）
陀螺仪和加速度传感器的融合
除了给出绝对参考系 陀螺仪和加速度传感器相互融合½用的最重要的原因是：
综合考虑，加速度计是极易受外部干扰的传感器，½是测量值随时间的变化相对较小。陀螺
仪可以积分得到角度关系，动态性½½，受外部干扰小，½测量值随时间变化比较大。可以看出，
它
们优缺点互补，结合起来才½有½的效果
用通俗点的话来说 就是
无论工½多久 加速度传感器如果没收到外部干扰 它测的就一定
是准的！ 陀螺仪½不会受到外部干扰 可是时间长了 由于积分误差累计 它的值就全错了！
所以两个数据融合的方法就是
设计算法在短时间尺度内增加陀螺仪的权值，在更长时间尺
度内增加加速度权值，这样系统输出角度就更真实了
再通俗点说 就是 隔一段时间 用加速度传感器的值修正一下陀螺仪的积分误差 然后在隔的这段时
间内 用陀螺仪本身的角度积分
其实 MK 四½的平衡算法也是这样，首先对陀螺仪做 PI 运算，其中 I 的真正含义就是积分反
演角度
有了陀螺仪 PI 算法，四½就有了瞬时增稳，就可以遥控飞了，½是它不会永远水平
由于累积误差的½用，很快中立点就不是水平½½了，这时候就需要用加速度不断的纠正陀螺仪积分
误差。
½可以看到 MK 算法中有根据加速度方向不断把积分量 I 递减清零的代码，就是这个融合算法的核心
了
MK 立足于一个高级航模玩具，为了在½成本 8 ½单片机上运行，不去显式的计算姿态角，只把校正
后的 PI 值输出负反馈控制电机了
这样的½处是基本上只用整型算法就½完成运算，
而要显式的计算姿态角，
更专业的做法就是 KALMAN
滤波显式求解姿态
卡曼滤波也是在对历史数据积分，并且可以同步融合陀螺仪与加速度数据，陀螺仪与加速度贡献权值
还可以通过滤波参数调整
所以它就成了惯性数据处理的经典算法，他的缺点是浮点运算量较大，对系统资源要求较高
至于具½的 KALMAN 滤波算法 ½上大把大把的 这里就不多赘述了
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总结一下就是：
PITCH/ROLL 角速度积分－>PITCH/ROLL 姿态角，再结合加速度纠正累积误差
发两张四½论坛上 feng_matrix 大侠发的两张图
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最后说一下自己以前在做四½时碰到的问题
1 数据类型非常重要 很多时候精度误差计算½错在数据类型 小数点上 尤其是 AD 值(int) 往电压
值 角度值（float）½换时 一定要注意！
2 一定要注意陀螺仪的积分时间！！一定要注意 搞清楚自己程序里陀螺仪值的积分时间 看清数据手
册中的电压值和角速度的关系 千万不要搞错 仔细仔细再仔细
3 EN-03 这个片子我没用过 主要½时考虑性½实在太········½既然组委会规定了 大家就
½½适应 毕竟½在一个平台上了 ½是印象中这款片子输出值很小 ½像½用上½是借个运放 还有
一定要注意温漂！！陀螺仪上的温漂太可怕了 EN-03 有没有温度反馈脚记不得了·······如
果有 大家一定要用上 如果没有 想想办法怎么解决温漂吧·····
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