1.加速度计——
一种测量加速度的传感器;加速度计检测到的力的方向与本身的方向是相反的,这种力通常称为惯性力;加速度计检测到的力可能能加速度引起的,也可能是其他力引起的如重力;
一个10位ADC模块的输出值范围在0 -1023 ,1023 = 2 ^ 10 -1;
一个12位ADC模块的输出值范围在0-4095内,4095 = 2 ^ 12-1。
灵敏度(Sensitivity),单位通常是 mV/g ,加速度计的灵敏度 Sensitivity= 478.5mV / g = 0.4785V /g;
RX = DeltaVoltsRx /Sensitivity
Rx = (AdcRx * Vref / 1023 – VzeroG) / Sensitivity
Ry = (AdcRy * Vref / 1023 – VzeroG) / Sensitivity
Rz = (AdcRz * Vref / 1023 – VzeroG) / Sensitivity
我们感兴趣的角度是向量R和X,Y,Z轴之间的夹角,那就令这些角度为Axr,Ayr,Azr。观察由R和Rx组成的直角三角形:
cos(Axr) = Rx / R , 类似的:
cos(Ayr) = Ry / R
cos(Azr) = Rz / R
从公式1我们可以推导出 R = SQRT( Rx^2 + Ry^2 + Rz^2)
通过arccos()函数(cos()的反函数)我们可以计算出所需的角度:
Axr = arccos(Rx/R)
Ayr = arccos(Ry/R)
Azr = arccos(Rz/R)
加速度传感器可以用来测量加速度,或者检测倾斜、冲击、振动等运动状态。公式出来了,这也是使用加速度传感器所需要的。
2.陀螺仪
高速回转体动理矩敏感壳体 相对于 惯性空间 绕正交与自转轴一个或二个轴的角速度检测装置;用来检测惯性空间在载体中的角速度或旋转角度的装置;测量的角速度具有高的动态特性,它是一个间接测量角度的器件;它测量的是角度的导数即角速度,角速度对时间积分才能得到角度;利用陀螺仪可以知道运动物体的姿态(横滚角,俯仰角,航向角)和角速度;陀螺仪内部有一个祖陀螺它的轴由于陀螺效应始终与初始方向平行,这个就可以通过与初始方向的偏差计算出旋转方向各旋转角度;陀螺仪测量机体绕某个轴向的旋转角速率值;使用陀螺仪测量平台轴向的旋转角速率时,如果平台在旋转,则测量值非零,否则不旋转时测量值为零;所以在30度横滚角的平台上的陀螺仪测量的横滚角速率为零,平台做水平运动时角速率为零;在横滚运动时,可以通过横滚角速率对时间积分估算出当前横滚运动的横滚角度(前提是没有累积的误差);陀螺仪测量值会随着时间漂移,经过一段时间后(几分或几秒)测量值会累积出额外的误,而最终导致对平台当前水平面相对横滚角度完全错误的认知,所以单独使用陀螺仪也无法确定平台的特定航向;