mpu6050姿态解算

　　MPU6050六轴陀螺仪

　　作用于四轴无人机，平衡车，机器人等等的电子实作当中，用于姿态判断，掌握了可以发挥自己的想象完成更多更有趣的作品。

　　MPU6050内置的DMP，实现了载体的姿态解算，不仅简化代码设计，而且降低了MCU的负担，MCU不用进行姿态解算过程，从而有更多的时间去处理其他事件，提高系统实时性。通过硬件平台，软件仿真了三轴陀螺仪、三轴加速度和欧拉角实时变化，结果表明，姿态解算稳定可靠。

　　mpu6050常用作提供飞控运行时的姿态测量和计算，在在姿态结算中有几个重要的概念，欧拉角、四元数等。

　　欧拉角：用来表征三维空间中运动物体绕着坐标轴旋转的情况。即物体的每时每秒的姿态可以由欧拉角表出。

　　四元数：超复数，q=（q0，q1，q2，q3），q0位实数，q1，q2，q3为虚部的实数。简单的可以理解为四维空间，就是原有的三维空间加入一个旋转角。而四元数可以表征欧拉角，并且计算方便，故采用四元数来计算。在此还要提到加速度和磁力计补偿原理，可以参照http://blog.csdn.net/nemol1990/article/details/21870197？utm_source=tuicool&utm_medium=referral 博客中提到的原理与基本概念。在此再啰嗦一下：补偿的目的是使两个坐标系世界坐标系和刚体坐标系能够完全重合，在此基础上，计算补偿值来修正旋转矩阵，即四元数矩阵。最终的结果是解算出四元数的姿态，就是四元数矩阵的各个元素的值。按照上述博客中的程序解算四元数的时候，用到了Kp和Ki两个参数，两个参数的作用是用来控制矫正刚体坐标系速度的。即调节加速度和磁力计补偿的速度（调节误差的生成速度，进而调节刚体坐标系和世界坐标系的重合度）

   

　　加速计补偿的理解：

　　由于重力加速度的原因，加速计只能补偿X-Y轴的偏差，即经过解算后的坐标中世界坐标XOY和刚体坐标XOY能够重合，但是无法补偿航向角。

　　在此基础上，利用磁力计进行补偿，因为当地磁场是一个椭圆，所以我们把世界坐标系的X-AIXS轴对准真实世界的北方，这样，磁场园只能在XOZ的平面圆里面，所以磁力计在世界坐标系中的分量是［I，0，k］，即在Y轴没有分量，因为90度的夹角余弦为0.但此时i和k的值并不确定是多少。在刚体坐标系中磁力计的输出为［a，b，c，］，旋转到和世界坐标系中，计算出i和k，然后，在经过旋转把其旋转到刚体坐标系中，然后计算误差修正旋转矩阵，此时得到精确的旋转矩阵。