MPU6050陀螺仪和加速度计数据的获取和校准

只看该作者 · 2022-5-28 16:54

主函数中，整个使用过程如下：

先调用MPU6050_Init()初始化、再使用MPU6050_Get()函数循环读取数据，打印输出。

只看该作者 · 2022-5-28 16:55

依据前面设置的量程和采样bit位数，将加速度的原始数据还原成了g的倍数，角速度值还原成了°/s：

只看该作者 · 2022-5-28 16:56

上述代码运行后，结果如图：

只看该作者 · 2022-5-28 16:57

这是把传感器水平放置、静止时的测量原始值打印输出；可以看到，Z轴的加速度初始误差很大，达到了0.3个g左右；同样，X轴的角速度误差也很大。这样大的初始误差是不方便使用的。

只看该作者 · 2022-5-28 16:58

4）简单的初始校准方法
一种简单的初始值校准方法，可以依据下面的方法实现：将MPU6050传感器固定好一个角度（如Z轴竖直向上），并且保持静止；这样它测量到的加速度值就只有单一的重力加速度，而角速度应为0，我们只要记录一定数据的数据取平均，就能得知初始的加速度、角速度偏移。

只看该作者 · 2022-5-28 16:58

具体实现的代码实现如下：

只看该作者 · 2022-5-28 16:59

执行完后，ax_cl、ay_cl…等几个变量中，就保存好了各方向的加速度、角速度的零位偏移值，以后使用时，获取原始数据后，再减去这些零位偏移，就能获得校准后的值。

只看该作者 · 2022-5-28 16:59

将MPU6050_Get()函数作如下改写，就能实现获取校准后的值：

只看该作者 · 2022-5-28 17:06

主函数中，while(1)之前增加一次校准函数MPU6050_calibrate()的调用，再次测试结果如下：

只看该作者 · 2022-5-28 17:16

只看该作者 · 2022-5-28 17:20

可以看到，三个方向的加速度的偏差已经非常小，X轴和Y轴的角速度的偏差也比未校准前小了几个数量级。对于MPU6050这种精度较低的MEMS器件，依靠这样一个方向的校准数据也可以获取不错的效果。

只看该作者 · 2022-5-28 17:20

5）波形显示
为了跟直观地显示各方向的加速度和角速度值，我们可以通过一些工具来显示波形图，这里我们使用匿名四轴的上位机软件来显示。

只看该作者 · 2022-5-28 17:33

只需要按照它的格式将数据发到上位机，就能显示出波形，匿名四轴上位机的通信协议（V7版）如下：

只看该作者 · 2022-5-28 17:38

我们按此格式将加速度、角速度的值填入，通过串口发送到上位机，就能显示了，实际测试图形如下：（显示的是Z轴的加速度和角速度）

只看该作者 · 2022-5-28 17:39

在实际的应用中，加速度计和陀螺仪的数据需要融合，比如通过互补滤波或者卡尔曼滤波，才能获取更准确的姿态信息；传感器数据的初始校准，也不仅仅是测试一个方向、剔除零位这么简单。有兴趣的可以找更专业的书籍深入学习。

只看该作者 · 2022-5-29 09:21

Z轴上会漂移很严重的。

1万 · 2022-5-29 10:00

MPU6050可以跟hmc5883融合吗

1万 · 2022-5-29 10:39

陀螺仪和加速度计如何实现数据的融合呢？

只看该作者 · 2022-5-29 18:29

数据校准不好做呢