加速度计为什么可以修正陀螺仪的漂移？

okARM · 发表于 2011-4-18 21:40:04

加速度计为什么可以修正陀螺仪的漂移？
加速度传感器的静态性能好，
陀螺仪的动态性能好
加速度传感器可以修正陀螺仪的漂移，这是我初学遇到的第一个问题，请高手从理论上给予指导

AirPig · 发表于 2011-4-18 22:32:31

加速度计并不是可以修正陀螺仪的漂移
加速度计是修正陀螺仪计算出的姿态，并估计出陀螺仪的漂移，在下一次做姿态解算时，陀螺仪的输出减去估计出的漂移后再做捷联姿态解算，以此不断循环。融合的方法一般用EKF

okARM · 发表于 2011-4-19 09:29:30

按照你的思路来，为什么是用加速度计来估计陀螺仪的漂移？这有什么理论基础？

okARM · 发表于 2011-4-19 09:42:51

回复【1楼】AirPig 空中飞猪
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看了大侠的其他贴的论述，看来大侠在导航上有很多实践，真心的希望大侠能在EKF算法上
从理论到实际使用上有一个通俗的描述

asha · 发表于 2011-4-19 22:14:47

一般来说是这样的。假定认为加速度传感器是不存在漂移或者漂移比陀螺小，那么就可以认为加速度传感器测量到的角度值是真实的，于是当陀螺解算出的角度增大的那部分可以看做是漂移的部分。不过这个理论不咋样，毕竟加速度传感器也漂，虽然相对于陀螺小点。
EKF是不是拓展KF？英文不是很熟，不过KF是基于最优估计的理论。这个对去除高斯白噪声很有效。

AirPig · 发表于 2011-4-19 23:35:00

回复【3楼】okARM
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过几天有个关于我做的组合导航iFly-G2的发布会，到时我把ppt贴上来，里面会写的很通俗

okARM · 发表于 2011-4-20 08:37:52

期待你的大作

okARM · 发表于 2011-4-20 08:46:14

我昨天学习的体会是

加速度传感器在四轴导航中是用来测倾角的，这个倾角在四轴静止时是很真实的，是用重力加速度标定的，在运动中就不行了，运动中
的加速度和重力加速度分量组合在一起了，分不出来了。

陀螺仪运动中的数据比较准，但是由于是积分得到角度，陀螺仪自身有漂移，中立点也不是固定的，误差就累积，时间一长就误差很大
所以大家就用加速度计和陀螺仪的数据来拟合

方法就是KF和KF的变种，MK采样经验数据来拟合

at90s · 发表于 2011-4-20 08:56:29

mark

okARM · 发表于 2011-4-21 08:49:33

我下一个要学习的是陀螺仪为什么会有漂移?

ajiantc · 发表于 2011-4-21 12:09:43

持续关注。。。顶

lixin91985 · 发表于 2011-4-21 12:15:27

高手过招啊

okARM · 发表于 2011-4-21 23:06:45

我初学做四轴
这里留贴整理思路，记录学习过程

vague2010 · 发表于 2011-4-22 00:16:40

先留个记号，电调完事了就是这个了

jmp2002911 · 发表于 2011-4-22 09:23:27

留足迹

pinhenxiaoche · 发表于 2011-4-22 09:51:46

期待【5楼】 AirPig 空中飞猪的PPT。。。。。。

3466756555 · 发表于 2011-4-22 16:48:42

期待

okARM · 发表于 2011-4-26 18:23:05

这几天有别的任务，暂时不更新

liang_work · 发表于 2011-4-26 18:45:02

也想了解这个问题,顶.

okARM · 发表于 2011-4-26 20:39:43

我要研究的是MEMS的传感器，特此说明一下

dongjinfang · 发表于 2011-5-9 12:13:54

在读mk的代码，正需要这一类的讨论帖子，感谢大家，mark下

sunicecream · 发表于 2011-5-9 13:21:21

记号一下，高手呀这都是

jinbos · 发表于 2011-5-9 18:01:30

回复【楼主位】okARM
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回复【楼主位】okARM
加速度计为什么可以修正陀螺仪的漂移？
加速度传感器的静态性能好，
陀螺仪的动态性能好
加速度传感器可以修正陀螺仪的漂移，这是我初学遇到的第一个问题，请高手从理论上给予指导
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实际上你可以这么理解,陀螺漂移,积分就会变成角度,而加速度能测量出角度(当然指静态情况下),幸运的是基本上应用的时候大多数是处在静态情况下,其实就是用积分来估计漂移,也就是bias,因为做融合的时候陀螺和加速度实际上都要相信的,假定在静态环境下,加速度测量出来的角度为0,而陀螺因为漂移积分出来的角度慢慢变大了,那加速度给出的信息是角度没动,陀螺给出的角度在动,根据模型最后就能到一个效果就是漂移估计出来了,陀螺算出来的角度跟加速度角度差不多,也就是多个参数都能得到一定程度的相信.加速度计bias也一样,如果能取得他的积分项如速度的测量,也同样能估计出加速计的漂移

codenull · 发表于 2011-5-16 15:35:53

期待ppt

okARM · 发表于 2011-5-17 09:49:13

四轴在飞的时候，是有震动的，加速度计数据会跳的很厉害
怎么减小震动？
怎么处理加速度计的数据，用来修正陀螺漂移

okARM · 发表于 2011-5-17 09:55:00

都说加速度计，静止的时候数据可靠，但是四轴飞起来了，怎么处理加速度计的数据，使其可靠
我不成熟的想法是，单点看数据很乱，一批数据来看会有规律

okARM · 发表于 2011-5-17 10:12:05

我想大家集中优势，在此帖中把修正的问题解决

okARM · 发表于 2011-5-17 10:12:57

德国人代码中的姿态检测算法：
首先，将陀螺仪和加速度及的测量值减常值误差，得到角速度和加速度，并对角速度进行积分，然后对陀螺仪积分和加速度计的数值进行融合。融合分为两部分，实时融合和长期融合,实时融合每一次算法周期都要执行，而长期融合每256个检测周期执行一次，（注意检测周期小于控制周期的2ms）
实时融合：
1.将陀螺仪积分和加表滤波后的值做差；
2.按照情况对差值进行衰减，并作限幅处理；
3.将衰减值加入到角度中。
长期融合：
长期融合主要包括两个部分，一是对角速度的漂移进行估计（估计值是要在每一个控制周期都耦合到角度中的），二是对陀螺仪的常值误差（也就是陀螺仪中立点）进行实时的修正。
1.将陀螺仪积分的积分和加速度积分做差（PS：为什么这里要使用加表积分和陀螺仪积分的积分，因为在256个检测周期内，有一些加速度计的值含有有害的加速度分量，如果只使用一个时刻的加表值对陀螺仪漂移进行估计，显然估计值不会准确，使用多个周期的值进行叠加后做座平均处理，可以减小随机的有害加速度对估计陀螺仪漂移过程中所锁产生的影响）
2.将上面两个值进行衰减，得到估计的陀螺仪漂移
3.对使考虑了陀螺仪漂移和不考虑陀螺仪漂移得到的角度做差，如果这两个值较大，说明陀螺仪在前段时间内测到的角速率不够准确，需要对差值误差（也就是陀螺仪中立点）进行修正，修正幅度和差值有关
长期融合十分关键，如果不能对陀螺仪漂移做修正，则系统运行一段时间后，速率环的稳定性会降低。

okARM · 发表于 2011-5-17 10:14:46

上面是我资料中比较好的一个讲解，即有很高的参考价值，希望大家把自己认为好的贴上来，达到共享，集中智慧

lovehuan · 发表于 2011-5-21 16:40:30

顶一个，正在学，帖子不要沉啊

Ian11122840 · 发表于 2011-5-21 19:41:43

并不是动态静态特性的原因

一句话告诉你原因吧，加速度是“绝对指向”，陀螺仪是“相对指向”（累加值）

好好琢磨下这句话吧~~

Ticl4 · 发表于 2011-5-21 21:27:26

学习了

blue_helmet · 发表于 2011-5-26 15:17:58

如何考虑在不加如遥控的情况下，使得四轴一直保持平衡，这里恐怕就需要加速度计作为依据。

zodiac1111 · 发表于 2011-5-27 11:58:29

回复【30楼】Ian11122840 船儿舟
并不是动态静态特性的原因

一句话告诉你原因吧，加速度是“绝对指向”，陀螺仪是“相对指向”（累加值）

好好琢磨下这句话吧~~
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学习了

gadwgdsk · 发表于 2011-5-29 20:54:43

回复【27楼】okARM
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我的机子上用的就是这样的算法。但是当飞机加速向某方向运动时，就会产生那个方向的加速度，让飞机误认为机身在倾，并作调节。这样反而使机身不平衡，情况不好时还会形成正反馈，最终的结果是飞机一边前进，一边翻个跟斗！然后悲剧就发生了。（这个在飞机自转时很是明显）
试验时是这样的，拿着机子在手上，然后人身自转，保持机身平衡，这时会发现人身自转时，飞机一个电机转速会加快！！我想这个实验很准确地反应了我的飞机失事的原因。不知道各位前辈们是如何解决这个问题的。顺便说一下，开始时我是用Y轴数据的，静止时能有很不错的效果，但Y轴是方向正是飞机前进或后走的方向，由于上面的原因，我换为Z轴的，用Y轴来显示偏向的方向，这个在静止时也可以用，但加速成运动时也不可以的。如果用Z和Y一起，来取正切，反正切得角度，由于Y方向的干扰，佑计也难以实现。请各位前辈不吝指教！！

niemin321 · 发表于 2011-6-27 10:32:37

MARK

zjihtt · 发表于 2011-7-6 21:25:14

okARM分析的很好，顶

Chester · 发表于 2011-7-7 22:56:00

okARM，你要不把用的飞控版本代码发上来，大家统一起来解决问题

zjihtt · 发表于 2011-8-29 15:23:50

mark

saltegg · 发表于 2011-8-29 21:37:15

关注，新手学习

slzxriver · 发表于 2011-8-31 09:10:06

mark

Loren_Du · 发表于 2011-9-6 20:11:47

用加速度计来修正陀螺仪的漂移，在实际应用中，个人觉得效果不会很好，因为两个都收到漂移的困扰，目前论文中的处理方法都是把漂移量当成常值来估计，用扩展变量法，设计KF,EKF等等。但是真正的漂移量是变化的，时变的，所以误差积累还是存在的。我也刚初步了解，望大家指正。

dubing_db · 发表于 2011-9-14 00:25:02

新手，，看着都好复杂啊。。

260186221 · 发表于 2011-9-14 23:00:54

mark 好贴不要沉。迅速学习一下

wisology · 发表于 2011-11-21 11:32:42

mark~

nnnkey · 发表于 2011-11-23 07:28:26

标记一下，慢慢学习。

picassoooo · 发表于 2011-11-23 10:52:32

好贴，别沉寂了呀

jade0606 · 发表于 2011-11-24 16:54:41

回复【楼主位】okARM
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你先去了解加速度計為什麼能算出角速度,然後會發現它跟陀螺儀是各算各的,
原則上應該是使用陀螺儀積分來得到角度,
所以我們會想看看有沒有數據可以幫忙減少陀螺儀的誤差,
所以就使用加速度計算出來的當作輔助,比較並彌補誤差,
目前比較好的方法是使用EKF,即擴展卡爾曼濾波...

136420962 · 发表于 2011-11-26 22:40:05

Mark

200900207059 · 发表于 2011-11-27 10:52:49

好贴啊！学习了

ligongxiaobie · 发表于 2011-11-30 20:26:41

回复【5楼】AirPig 空中飞猪
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等待大神的指导

ligongxiaobie · 发表于 2011-11-30 20:44:42

等待5楼大神指导

wjhltk · 发表于 2011-12-5 17:55:26

mark

tfeavi · 发表于 2011-12-13 19:50:23

好贴，别沉啊

sundongaaa · 发表于 2012-2-17 22:42:53

期待解决陀螺仪零漂问题，哪位能讲解一下，程序上如何处理？

sz_works · 发表于 2012-6-11 14:35:12

顶一下，，，

清风阙月 · 发表于 2012-8-13 10:10:57

好贴顶新人学习中

cluedian · 发表于 2012-9-12 16:27:09

AirPig 发表于 2011-4-18 22:32
加速度计并不是可以修正陀螺仪的漂移
加速度计是修正陀螺仪计算出的姿态，并估计出陀螺仪的漂移，在下一次 ...

AirPig 你好，我是做机器人姿态导航的，能和你交个朋友向你学习吗？谢谢！可以的话发我邮箱：cluedian@163.com

jemsky · 发表于 2012-9-12 17:47:52

顶一下、、、、、

brb2010 · 发表于 2012-9-12 19:02:21

AirPig 发表于 2011-4-19 23:35
回复【3楼】okARM
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过几天有 ...

期待你的发表

kangyiHEU · 发表于 2012-9-15 12:01:21

dongjinfang 发表于 2011-5-9 12:13
在读mk的代码，正需要这一类的讨论帖子，感谢大家，mark下

老大能发个MK的程序吗？我初学MK，但是找不到代码，谢谢734042654@qq.com

laber_1912 · 发表于 2012-9-16 11:43:38

okARM 发表于 2011-4-20 08:46
我昨天学习的体会是

加速度传感器在四轴导航中是用来测倾角的，这个倾角在四轴静止时是很真实的，是用重力 ...

就是这个理论基础

long578553882 · 发表于 2012-10-5 14:46:25

学习一下

Hz01800475 · 发表于 2012-10-14 14:16:02

蜕变了 · 发表于 2012-10-16 22:19:51

mark 不要沉啊

tree666 · 发表于 2012-10-17 10:09:47

Mark

kmani · 发表于 2012-10-17 13:11:10

28楼是牛人！姿态控制，实时融合+长期融合。

Alex0618 · 发表于 2012-10-19 01:33:03

终于明白了德国的代码

s19910223 · 发表于 2012-10-29 22:04:52

Mark 11年的神帖正在研究姿态解算

lyreliu · 发表于 2012-11-30 18:00:51

先mark一下~以后应该会用到~

svon · 发表于 2013-5-4 18:37:45

Alex0618 发表于 2012-10-19 01:33
终于明白了德国的代码

你好，我现在也在做四旋翼IMU，但是现在只是刚知道如何通过加速度计得到角度和用陀螺仪得到角度，对两者的融合基本不懂。可以给我指点一下该怎么学习数据融合吗？或者推荐一些比较好的资料？谢了！

pangyan111111 · 发表于 2013-5-28 20:48:57

mark 一下

yat · 发表于 2013-5-30 09:12:51

德国人代码中的姿态检测算法

shuran · 发表于 2014-1-8 11:33:49

AirPig 的PPT在哪里啊

brahen · 发表于 2014-7-9 09:51:47

实际情况远要复杂得多，光是统一两个传感器的数据到同个坐标系上就够折腾的了。
而且陀螺仪三个轴的漂移应该数值相近，但是各不相同。

加速度计为什么可以修正陀螺仪的漂移？

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