六轴陀螺仪姿态解算研究

马陟昶 王勤湧 郭张乐 范鹏宇 项畅清

摘要：六轴陀螺仪是三轴陀螺仪与三轴加速计的合称，它是在三轴陀螺仪这个传感器的基础上增加上三轴加速器这个元器件。由于六轴陀螺仪收集的加速度、角速度等数据会受到噪声信号的影响，所以要对这些收集到的数据进行滤波处理。在众多的滤波方式中，选用较为普遍的一阶互补滤波、卡尔曼滤波和DMP，在滤波后获得更加精确的数据同时对这三种滤波方式进行对比。

关键词：六轴陀螺仪；一阶互补滤波；卡尔曼滤波；DMP（Digital Motion Processor）

中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）03-0243-02

陀螺仪是自动控制系统中的一个信号传感器，因为它成本低、体积小、重量轻等优点被广泛运用于飞行器行业，为飞行器提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号。本文通过对六轴陀螺仪姿态解算的方法分析，来阐述六轴陀螺仪如何向飞行器的单片机反馈信号，同时在匿名上位机该仿真软件的帮助下，我们会分别使用三种算法对六轴陀螺仪的波形进行仿真测试并记录，从而来分析各个滤波方式的优劣[1]。

1 一阶互补滤波

因为MPU6050收集获得的加速度和角速度数据会被传感器噪声信号的影响，从而使得我們不能直观的通过加速度和角速度这两个数据来获得该轴上的角度。所以我们需要对加速度和角速度这两个数据进行互补滤波来近似得到一个比较准确的角度。

互补滤波算法可以同时滤除低频和高频的干扰，能……