mahony算法 磁力计

Mahony算法是一种姿态估计算法，用于利用加速度计和磁力计数据来估计载体的姿态（横滚、俯仰和航向角）。该算法的基本思想是将加速度计和磁力计的测量值与陀螺仪测量的角速度进行融合，以提高姿态估计的精度和动态性能。

具体的算法流程如下：
1. 初始化姿态估计参数，包括初始四元数、加速度计的偏移量、陀螺仪的偏移量等。
2. 读取加速度计、磁力计和陀螺仪的测量值。
3. 利用加速度计和磁力计的测量值计算出载体的期望重力向量和期望磁场向量。
4. 利用当前的陀螺仪测量值和上一次的姿态估计值，通过积分计算得到当前的姿态估计值。
5. 利用加速度计和磁力计的测量值与当前的姿态估计值进行误差补偿，得到修正后的姿态估计值。
6. 更新姿态估计参数，如偏移量、协方差矩阵等。
7. 重复步骤2至步骤6，以实时更新姿态估计值。

通过将加速度计和磁力计的测量值与陀螺仪的测量值相结合，Mahony算法能够克服陀螺仪的累积误差和加速度计、磁力计的动态响应差的问题，从而提高了姿态估计的精度和系统的动态性能。

参考文献：
AHRS的基本思想是，在载体没有平移运动的情况下，通过加速度感知重力分量，可以计算出载体的俯仰和横滚；磁力计可以感知磁北方向，因此可以计算载体的磁北航向；而陀螺仪测量输出载体的旋转角速度，通过积分可以计算得到横滚、俯仰、航向增量，但由于陀螺输出值含有误差，采用积分计算，误差会随着时间累积。陀螺仪动态响应特性良好，但计算姿态时会产生累积误差， 磁力计和加速度计测量姿态没有累积误差，但动态响应较差，那么采用加速度计和磁力计的即时输出值对陀螺进行修正，则可以达到优势互补的效果，提高测量精度和系统的动态性能。