基于一階互補濾波算法的MPU6050數據融合

我們已經知道，MPU6050可以獲得加速度和角速度，但是由于傳感器的噪聲信號比較大，無法直接通過兩個數據來獲得該軸上的角度。因此，需要進行互補濾波來近似得到一個比較準確的角度。

傳感器原始數據特點分析：

加速度數據，不是很準確，但是趨勢是對的，通過受力分能夠顯示角度變化趨勢，在長期變化來看是可以利用的。?
角速度數據，加速度積分得到角度，但是由于傳感器誤差，積分作用會造成累計誤差，所以角速度數據在短期是可以使用的，長期來看誤差會很大是不可使用的

兩種特點的數據使得我們對得到精確地角度看到了希望，以下幾個內容需要明白

數字低通濾波器

可以讓長期變化通過，濾波消除短期變化，用于對加速度計的濾波

數字高通濾波器

可以讓短時信號通過，過濾出變化緩慢的信號，消除漂移

積分

數字積分是通過累加來實現的，即 Angle = gyro * dt?
dt是采樣時間越短積分值越準確

采樣周期

這個簡單，比如1ms獲取一次時間，則采樣率是1000HZ，采樣時間為0.001s

時間常數

τ是常用時間常數符號，一般表示過渡反應的時間過程的常數。指該物理量從最大值衰減到最大值的1/e所需要的時間，對于濾波器而言是信號會作用的相對時間。?
對于低通濾波器周期比時間常數大的多的信號可以平穩通過，周期比時間常數短的信號被濾出，高通則相反。?
設互補濾波系數為a，則?
y = a*y + (1-a)*x;?
若以dt為周期執行，則有τ = (a*dt)/(1-a) ->得出互補濾波系數為 a = τ/(τ + dt)；

互補

即，高頻信號與低頻信號都與我們將求得的量相關，我們將其進行濾波運算，給兩部分一個權重得到一個相對準確的值，或者得到一個很好的近似的過程

角度互補濾波器

Angle = (0.98) * (Angle + gyro * dt) + (0.02) *(acc);?

我們可以根據采樣周期來算出濾波器的時間常數，最終求得它的響應速度。同樣的，我們也可以根據自己的需要，確定一個時間常數，進而獲得合適的濾波系數，為了獲取更加準確的值需要對系數進行一定的調整。

轉載自 ：?https://blog.csdn.net/ysudykx/article/details/68945567

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總結

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