正点原子-战舰V3第三十七章 MPU6050 六轴传感器实验

文章以ALIENTEK 战舰 STM32F1 开发板为例

原文链接：/s?id=1664210044090658371&wfr=spider&for=pc

MPU6050工作原理及STM32控制MPU6050

①陀螺仪传感器：个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。

(相关资料图)

②加速度传感器：加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。

数字运动处理器（DMP）:/C2Wof

DMP 从陀螺仪、加速度计以及外接的传感器接收并处理数据，处理结果可以从 DMP 寄存器读出，或通过 FIFO 缓冲。DMP 有权使用 MPU 的一个外部引脚产生中断。

原文参考：

vcc--->

GND--->GND

SCL---->PB6

SDA----->PB7

OLED接线：

vcc--->

GND--->GND

SCL---->PA6

SDA----->PA7

卡尔曼滤波：

是一种利用线性系统状态方程，通过系统输入输出观测数据，对系统状态进行最优估计的算法。由于观测数据中包括系统中的噪声和干扰的影响，所以最优估计也可看作是滤波过程。

数据滤波是去除噪声还原真实数据的一种数据处理技术，Kalman滤波在测量方差已知的情况下能够从一系列存在测量噪声的数据中，估计动态系统的状态。由于它便于计算机编程实现，并能够对现场采集的数据进行实时的更新和处理，Kalman滤波是目前应用最为广泛的滤波方法，在通信，导航，制导与控制等多领域得到了较好的应用。

采用up主爱转的光凌/video/BV15f4y1h7GM?share_source=copy_web的卡尔曼滤波法接收数据，详细可看视频

正常显示的情况

有时候也会出现一下情况

读取不到数值的时候建议reset一下，如果依然没有解决，建议重新烧录程序，或者换大佬分享的其它更加稳定的代码试一试。当然这个时候也要检查接线是否有问题，有时候杜邦线可能接触不良。

mpu6050姿态解算与卡尔曼滤波（用于飞行器的参考）

定义地理坐标系n系：x轴指向东，y轴指向北，z轴指向天。在mpu6050芯片上定义载体坐标系b系。那么b系的姿态就是指n系与b系相对的旋转关系，即如何由n系旋转到b系。

欧拉角指的是将n系按照z轴->x’轴->y”轴的顺序依次转动 ψ,θ,γψ,θ,γ 后就是b系，事实上欧拉角并没有规定转动顺序，以上转动顺序z轴->x’轴->y”轴为惯性导航中常使用的规定，(ψ,θ,γ)T(ψ,θ,γ)T依次命名为偏航、俯仰、滚转。

由于算法公式较多在这里附上参考：/n7ESW

关于mpu6050加速度计，很多人可能无法理解为什么在相对n系静止的情况下加速度计会测量到一个与重力加速度相反的加速度，建议阅读这篇知乎专栏文章中关于加速度计的部分：/p/20082486这里对加速度计的测量解释的较为形象。

MPU6050多用于航模的飞行数据监控。

计步器算法

计步原理：

1.先要模型的特征

目前，大部分设备都提供了能够检测各个方向的加速度传感器。以iOS设备为例，咱们利用了其三轴加速度传感器（x，y，z轴表明方向如图）的特性来分析。分别用以检测人步行中三个方向的加速度变化。

用户在水平步行运动中，垂直和前进两个加速度会呈现周期性变化，如图所示。在步行收脚的动做中，因为重心向上单只脚触地，垂直方向加速度是呈正向增长的趋势，以后继续向前，重心下移两脚触底，加速度相反。水平加速度在收脚时减少，在迈步时增长。

2.计步的合理算法

经过计算三个加速度的矢量长度，咱们能够得到一条步行运动的正弦曲线轨迹

此外还需做一些数据的排除

参考此文：/article/

由于MPU6050内置了一个DMP库，由此可以直接调用直接获取步数

调用方法参考：/x1131230123/article/details/105986156

DMP库的移植：/blog/

当然在这里直接调用DMP库中的会出现模拟正常走步动做7次左右，才能正确读出计步数，动做频率过快或和人体走路动做不匹配时，读出的数据都是0的现象，可以通过代码进行优化。

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