mpu6050智能小车

### 使用MPU6050传感器构建智能小车项目

#### 1. MPU6050简介
MPU6050是一款集成三轴陀螺仪和三轴加速度计的惯性测量单元(IMU)，能够提供精确的姿态数据。该模块广泛用于各种运动检测应用中，如无人机姿态控制、避障机器人路径规划等[^2]。

#### 2. 硬件连接
对于基于Arduino平台的小车控制系统而言，可以通过I²C接口轻松地将MPU6050与控制器相连。具体接线方式如下：

| Arduino Pin | MPU6050 Pin |
|-------------|--------------|
| VCC | VDD |
| GND | GND |
| A4 (SDA) | SDA |
| A5 (SCL) | SCL |

完成硬件连接后即可开始编写程序来读取IMU的数据并处理这些信息以指导车辆行驶方向。

#### 3. 软件编程
为了获取来自MPU6050的角度变化情况，在Arduino端需加载相应的库文件，并通过调用特定函数实现对原始传感数值的有效解析。下面给出一段简单的代码片段作为参考:

#include <Wire.h>
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h"

// 设备地址定义
#define MPU6050_ADDRESS_AD0_LOW  0x68  
#define MPU6050_ADDRESS_AD0_HIGH 0x69  

MPU6050 mpu(MPU6050_ADDRESS_AD0_LOW);

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  
  // 初始化MPU6050设备
  while (!mpu.testConnection()) {
      Serial.println("MPU6050 connection failed");
      delay(1000);
  }
}

void loop() {
  // 获取最新的角度更新
  Quaternion q;           // [w, x, y, z]
  VectorFloat gravity;     // [x, y, z]

  if (mpu.dmpGetCurrentFIFOPacket(fifoBuffer)) {    
      mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer);   
      mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q);
      
      float yaw = atan2(gravity.y, gravity.z)*RAD_TO_DEG;
      float pitch = atan(-gravity.x / sqrt(gravity.y*gravity.y + gravity.z*gravity.z))*RAD_TO_DEG;

      Serial.print("Yaw: ");
      Serial.print(yaw);
      Serial.print(", Pitch: ");
      Serial.println(pitch);
  }

}

上述代码实现了基本的功能——从MPU6050读取当前倾斜角（航向角yaw 和俯仰角pitch），并将它们打印到串口监视器上以便观察输出效果[^3]。

#### 4. 数据融合算法
由于单独依靠加速度计或陀螺仪都存在局限性，因此通常采用互补滤波(complementary filter) 或卡尔曼滤波(Kalman Filter) 来综合两者的优势从而得到更加稳定可靠的结果。这一步骤有助于提高小车在复杂环境下的导航精度[^1]。