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互补滤波器陀螺加速度计

[英]Complementary filter Gyro accelerometer

我正在为陀螺仪和加速度计使用辅助滤波器,仅用于方位角...我已经从以下站点获得了它: http : //www.thousand-thoughts.com/2012/03/android-sensor-fusion-tutorial/1 /

过滤器的核心是:

         /*
         * Fix for 179° <--> -179° transition problem:
         * Check whether one of the two orientation angles (gyro or accMag) is negative while the other one is positive.
         * If so, add 360° (2 * math.PI) to the negative value, perform the sensor fusion, and remove the 360° from the result
         * if it is greater than 180°. This stabilizes the output in positive-to-negative-transition cases.
         */

        // azimuth
        if (gyroOrientation[0] < -0.5 * Math.PI && accMagOrientation[0] > 0.0) {
            fusedOrientation[0] = (float) (FILTER_COEFFICIENT * (gyroOrientation[0] + 2.0 * Math.PI) + oneMinusCoeff * accMagOrientation[0]);
            fusedOrientation[0] -= (fusedOrientation[0] > Math.PI) ? 2.0 * Math.PI : 0;
            Log.d("test","gyro Is Negative");
        }
        else if (accMagOrientation[0] < -0.5 * Math.PI && gyroOrientation[0] > 0.0) {
            fusedOrientation[0] = (float) (FILTER_COEFFICIENT * gyroOrientation[0] + oneMinusCoeff * (accMagOrientation[0] + 2.0 * Math.PI));
            fusedOrientation[0] -= (fusedOrientation[0] > Math.PI)? 2.0 * Math.PI : 0;
            Log.d("test","accel Is Negative");

        }
        else {
            fusedOrientation[0] = FILTER_COEFFICIENT * gyroOrientation[0] + oneMinusCoeff * accMagOrientation[0];
        }
        gyroMatrix = getRotationMatrixFromOrientation(fusedOrientation);
        System.arraycopy(fusedOrientation, 0, gyroOrientation, 0, 3);

我想将其与具有漂移的Real陀螺仪数据进行比较...为此,我使用了gyroOreintationReal ...并添加了一些代码来保存gyroOreintation,如下所示:

 if(initState) {
        float[] initMatrix = new float[9];
        initMatrix = getRotationMatrixFromOrientation(accMagOrientation);
        float[] test = new float[3];
        SensorManager.getOrientation(initMatrix, test);
        gyroMatrix = matrixMultiplication(gyroMatrix, initMatrix);
        gyroMatrixReal = matrixMultiplication(gyroMatrixReal, initMatrix);

        initState = false;
    }

    // copy the new gyro values into the gyro array
    // convert the raw gyro data into a rotation vector
    float[] deltaVector = new float[4];
    float[] deltaVectorReal = new float[4];

    if(timestamp != 0) {
        final float dT = (event.timestamp - timestamp) * NS2S;


    System.arraycopy(event.values, 0, gyro, 0, 3);
    System.arraycopy(event.values, 0, gyroReal, 0, 3);


    getRotationVectorFromGyro(gyro, deltaVector, dT / 2.0f);
    getRotationVectorFromGyro(gyroReal, deltaVectorReal, dT / 2.0f);

    }

    // measurement done, save current time for next interval
    timestamp = event.timestamp;

    // convert rotation vector into rotation matrix
    float[] deltaMatrix = new float[9];
    float[] deltaMatrixReal = new float[9];

    SensorManager.getRotationMatrixFromVector(deltaMatrix, deltaVector);
    SensorManager.getRotationMatrixFromVector(deltaMatrixReal, deltaVectorReal);


    // apply the new rotation interval on the gyroscope based rotation matrix
    gyroMatrix = matrixMultiplication(gyroMatrix, deltaMatrix);
    gyroMatrixReal = matrixMultiplication(gyroMatrixReal, deltaMatrixReal);


    // get the gyroscope based orientation from the rotation matrix
    SensorManager.getOrientation(gyroMatrix, gyroOrientation);
    SensorManager.getOrientation(gyroMatrixReal, gyroOrientationReal);     

我保存了结果并用matlab对其进行了绘制...但是该图显示了陀螺仪的方向为负...但是fusedOreientation小于+150而accel方向略大于+150 ...

我该如何解决这个问题? 我在补充过滤器的核心添加一些代码:

//RealGyro
       if (gyroOrientationReal[0] < -0.5 * Math.PI && accMagOrientation[0] > 0.0) {
            gyroOrientationReal[0] =  (float) (gyroOrientation[0] + 2.0 * Math.PI);
            gyroOrientationReal[0] -= (gyroOrientationReal[0] > Math.PI) ? 2.0 * Math.PI : 0;
       }        

有时候没关系,但是我不知道加速度数据为负而陀螺数据为正怎么办?

当我尝试将手机旋转360度时。.我从matlab获得此图: http : //www.uppic.com/uploads/14205374821.jpg

绿色的代表陀螺仪,红色的代表融合方向,蓝色的代表加速度。

  • 为什么陀螺仪的时间抵消了? 原因是漂移? 情节是正确的吗?
  • 如何使用0-360周期而不是0_180和-180_0?

您发布的图片的链接不起作用,因此我无法从matlab中查看绘图。 陀螺仪漂移不会向数据添加任何时间偏移。 偏移可能是由某些内部延迟(不太可能)引起的,或更可能是由算法中的延迟引起的。 我无法确切说出时间偏移量,因为我看不到。

如果您只需要陀螺仪数据,则无需添加到互补滤波器中。 所有陀螺仪数据都应该已经在gyroOrientationReal向量中。 无需进一步处理。 实际的陀螺仪数据不应受accMagOrientation影响(如果accMagOrientation[0] > 0.0 ,则可以通过更改gyroOrientationReal accMagOrientation[0] > 0.0

如果您要从[0,360]周期变为[0,180,-180,0]周期,则只需要从结果中减去180,就可以完成。

希望我能帮到你。

暂无
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