估计方向与互补的过滤器和IMU数据
这个例子展示了如何从Arduino中传输IMU数据，并使用一个互补的过滤器来估计方向。
硬件连接
将MPU-9250传感器的SDA、SCL、GND、VCC引脚连接到Arduino®硬件相应的引脚上。本例使用Arduino®Uno板，连接如下:
SDA - A4
SCL - A5
VCC - + 3.3V
GND - GND
确保与传感器的连接完好无损。建议将传感器连接到原型防护罩上，以避免传感器在运动时连接松动。参考的传感器故障诊断页面调试传感器相关的问题。
创建传感器对象
创建一个Arduino的对象和一个mpu9250对象。指定传感器采样率Fs和时间量来运行循环。或者，启用isVerbose标志，检查是否任何样品溢出。通过禁用useHW国旗，你也可以运行保存在MAT文件传感器数据的例子loggedMPU9250Data.mat。
中的数据loggedMPU9250Data.mat而IMU是一般是由于朝南被记录下来，然后旋转：
绕z轴+90度
-绕z轴180度
绕z轴+90度
绕y轴+90度
绕y轴-180度
绕y轴+90度
绕x轴90度
绕x轴-270度
绕x轴180度
注意最后两个绕x轴的旋转是额外的90度。这样做是为了把设备翻转过来。IMU的最终方向与初始方向相同，即正南。
FS = 100;samplesPerRead = 10;运行时间= 20;isVerbose = FALSE;useHW = TRUE;如果useHW a = arduino;imu = mpu9250 (,“SampleRate”Fs,“OutputFormat”,“矩阵”,...“SamplesPerRead”，samplesPerRead）;其他的负载(“loggedMPU9250Data.mat”,'allAccel',“allGyro”,“allMag”,...'ALLT',“allOverrun”,...'numSamplesAccelGyro','numSamplesAccelGyroMag')结束
MPU-9250传感器的对齐轴与NED坐标
加速度计，陀螺仪和磁强计在MPU-9250的轴不彼此对齐。指定索引和符号X，Y，和每个传感器的z轴，以使传感器与北 - 东 - 向下（NED）对准坐标系统时，它是静止的。在这个例子中，虽然加速度计和陀螺仪轴保持固定磁力轴改变。对于自己的应用程序，更改下列参数是必要的。
％加速度计轴的参数。accelXAxisIndex = 1;accelXAxisSign = 1;accelYAxisIndex = 2;accelYAxisSign = 1;accelZAxisIndex = 3;accelZAxisSign = 1;%陀螺仪轴参数。gyroXAxisIndex = 1;gyroXAxisSign = 1;gyroYAxisIndex = 2;gyroYAxisSign = 1;gyroZAxisIndex = 3;gyroZAxisSign = 1;％磁力轴参数。magXAxisIndex = 2;magXAxisSign = 1;magYAxisIndex = 1;magYAxisSign = 1;magZAxisIndex = 3;magZAxisSign = 1;用于对齐传感器数据轴的辅助函数。alignAccelAxes = @（在）[accelXAxisSign，accelYAxisSign，accelZAxisSign]....* in(:， [accelXAxisIndex, accelYAxisIndex, accelZAxisIndex]);回转轴= @(in)[回转轴，回转轴，回转轴]...*在（：，[gyroXAxisIndex，gyroYAxisIndex，gyroZAxisIndex]）;alignMagAxes = @（在）[magXAxisSign，magYAxisSign，magZAxisSign]....* in(:， [magXAxisIndex, magYAxisIndex, magZAxisIndex]);
执行额外的传感器校准
如果需要，您可以校准磁强计，以补偿磁扭曲。有关详细信息，请参阅的硬铁失真部分的补偿使用惯性传感器融合和MPU-9250估计方位(传感器融合和跟踪工具箱)例子。
指定互补的滤波器参数
的complementaryFilter有两个可调参数。的AccelerometerGain参数决定了在陀螺仪测量中，加速度计测量的可信程度。的MagnetometerGain参数决定了磁强计测量多少可信任在陀螺仪测量。
compFilt = complementaryFilter（“SampleRate”Fs)
compFilt = complementaryFilter与属性：采样率：100 AccelerometerGain：0.0100 MagnetometerGain：0.0100 HasMagnetometer：1 OrientationFormat： '四元数'
估计方位加速度计和陀螺仪
设置HasMagnetometer财产假禁用磁强计测量的输入。在这种模式下，过滤器只需要加速计和陀螺仪测量值作为输入。此外，过滤器呈IMU的初始取向与父导航框架对齐。如果IMU不与导航框架初始取向，将有一个恒定的取向估计偏移。
compFilt = complementaryFilter（'HasMagnetometer'，假）;调谐器= HelperOrientationFilterTuner (compFilt);如果useHW抽动其他的idx = 1: samplesPerRead;overrunIdx = 1;结束而真正如果useHW [加速，陀螺仪，MAG，吨，超限] = IMU（）;加速度= alignAccelAxes（加速度）;陀螺= alignGyroAxes（陀螺仪）;其他的accel = allAccel (idx:);陀螺= allGyro (idx:);杂志= allMag (idx:);t = allT (idx:);泛滥= allOverrun (overrunIdx:);idx = idx + samplesPerRead;overrunIdx = overrunIdx + 1;暂停(samplesPerRead / Fs)结束如果(isVerbose && > 0) fprintf('％d样本溢出... \ N'、泛滥);结束q = compFilt(accel, gyro);更新(调谐器,q);如果useHW如果toc > =运行时打破;结束其他的如果idx > numSamplesAccelGyro(结束)打破;结束结束结束
估计方位加速度计，陀螺仪，磁强计和
随着默认值AccelerometerGain和MagnetometerGain在短期内，滤波器更相信陀螺仪的测量，但在长期内，滤波器更相信加速度计和磁强计的测量。这使得过滤器能够对快速的方向变化做出更大的反应，并防止方向估计值在更长的时间内漂移。对于特定的IMU传感器和应用目的，您可能需要调整滤波器的参数来提高方向估计的准确性。
compFilt = complementaryFilter（“SampleRate”Fs);调谐器= HelperOrientationFilterTuner (compFilt);如果useHW抽动结束而真正如果useHW [加速，陀螺仪，MAG，吨，超限] = IMU（）;加速度= alignAccelAxes（加速度）;陀螺= alignGyroAxes（陀螺仪）;MAG = alignMagAxes（MAG）;其他的accel = allAccel (idx:);陀螺= allGyro (idx:);杂志= allMag (idx:);t = allT (idx:);泛滥= allOverrun (overrunIdx:);idx = idx + samplesPerRead;overrunIdx = overrunIdx + 1;暂停(samplesPerRead / Fs)结束如果(isVerbose && > 0) fprintf('％d样本溢出... \ N'、泛滥);结束q = compFilt(accel, gyro, mag);更新(调谐器,q);如果useHW如果toc > =运行时打破;结束其他的如果idx > numSamplesAccelGyroMag(结束)打破;结束结束结束
摘要
这个例子演示了如何使用来自Arduino和补充过滤器的数据来估计IMU的方向。本例还展示了如何配置IMU，并讨论了调整互补滤波器参数的影响。
