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[项目] 行空板——Micro:bit——加速度计计算倾斜方位

本帖最后由云天于 2022-10-4 19:43 编辑

【行空板——加度计】
行空板上ICM-20689追踪物体运动6轴IMU惯性传感器在同一个硅芯片上配有3轴陀螺仪和3轴加速度计，是市场上性能的传感器，具有的噪音、的温度稳定性和的灵敏度精度。

【micro:bit——加速度计】
micro:bit主板上配备有一个加速度计，可以测量X,Y,Z轴的运动，横向左右移动为X轴，纵向前后移动为Y轴，高低上下移动为Z轴，可以很好的检测mincro:bit在空间中的位置以及移动方向。每一根轴都有一种方法，返回一个整数或者负数，当读数为0的时候，在该轴方向是水平的。

【欧拉角】
pitch是俯仰角，是“点头“，（在固定翼飞机中则由升降舵舵机控制）
yaw是偏航角，是‘摇头’，（在固定翼飞机中则由方向舵舵机控制）
roll是旋转角，是“翻滚”，（在固定翼飞机中则由副翼舵机控制）
欧拉角是表达旋转的最简单的一种方式，形式上它是一个三维向量，其值分别代表物体绕坐标系三个轴(x,y,z轴）的旋转角度。这样的话，很容易想到，同样的一个三维向量，代表了绕x，y，z的旋转值，先进行那个旋转是否对结果有影响呢？显然是有影响的，可以拿着你的手机试一下，不同的旋转顺序会代表不同的旋转结果。所以，一般引擎都会规定自己的旋转顺序。
下面三张动图形象的表示了欧拉角的旋转方式。第一张是绕x轴旋转pitch，第二张绕y轴旋转yaw，第三张是绕z轴旋转roll。

加速度计来计算侧倾和俯仰。以下是用于计算侧倾和俯仰的方程式。

pitch = 180 * atan (accelerationX/sqrt(accelerationY*accelerationY +accelerationZ*accelerationZ))/M_PI;

roll = 180 * atan (accelerationY/sqrt(accelerationX*accelerationX +accelerationZ*accelerationZ))/M_PI;

yaw = 180 * atan (accelerationZ/sqrt(accelerationX*accelerationX +accelerationY*accelerationY))/M_PI;

M_PI = 3.14159265358979323846

【行空板——图形化编程】
Mind+编程软件，Mind+是一款集成了包括行空板在内的大量开源硬件的编程软件，它拥有非常多的图形化基础指令和扩展库。

1、获取校准数据（零点漂移）
在传感器水平静止的放在桌面上时，陀螺仪角速度的值应该为零，加速度计的X轴，Y轴的值应该为0，Z轴的值应该为8192（重力加速度g，1/4量程）。
传感器安装在设备上总有一个初始的角度，我们设这个角度为0度，那我们每一次的数据都要减去这个初始数据，得到一个相对的角度。为了保证数据的准确性，我们在初始静止的状态测量大量数据（我取了1000个），用程序算出平均值，然后以后测量的数据都要减去这个平均值。