mpu6050陀螺仪姿态融合算法

根据提供的引用内容，MPU6050是一个六轴传感器，包括三轴陀螺仪和三轴加速度计。姿态融合算法是将多个传感器的数据进行融合，得到更加准确的姿态信息。以下是一种基于MPU6050的姿态融合算法：

import math
import time
from mpu6050 import mpu6050

mpu = mpu6050(0x68)

# 加速度计权重
accel_weight = 0.02
# 陀螺仪权重
gyro_weight = 1 - accel_weight

# 初始化四元数
q = [1, 0, 0, 0]
# 上一次更新时间
last_update = time.time()

# 计算角速度
def get_gyro():
    gyro_data = mpu.get_gyro_data()
    gyro_x = gyro_data['x'] / 131.0
    gyro_y = gyro_data['y'] / 131.0
    gyro_z = gyro_data['z'] / 131.0
    return gyro_x, gyro_y, gyro_z

# 计算加速度
def get_accel():
    accel_data = mpu.get_accel_data()
    accel_x = accel_data['x'] / 16384.0
    accel_y = accel_data['y'] / 16384.0
    accel_z = accel_data['z'] / 16384.0
    return accel_x, accel_y, accel_z

# 计算四元数
def update_quaternion(gyro_x, gyro_y, gyro_z, accel_x, accel_y, accel_z, dt):
    # 计算加速度向量的模
    accel_magnitude = math.sqrt(accel_x**2 + accel_y**2 + accel_z**2)
    # 归一化加速度向量
    accel_x /= accel_magnitude
    accel_y /= accel_magnitude
    accel_z /= accel_magnitude

    # 计算测量的重力向量和真实的重力向量之间的误差
    error = math.acos(accel_x * q[1] + accel_y * q[2] + accel_z * q[3]) * 2
    # 计算校正后的陀螺仪数据
    gyro_x -= q[1] * error * gyro_weight
    gyro_y -= q[2] * error * gyro_weight
    gyro_z -= q[3] * error * gyro_weight

    # 计算四元数的变化率
    q0_dot = 0.5 * (-q[1] * gyro_x - q[2] * gyro_y - q[3] * gyro_z)
    q1_dot = 0.5 * (q[0] * gyro_x + q[2] * gyro_z - q[3] * gyro_y)
    q2_dot = 0.5 * (q[0] * gyro_y - q[1] * gyro_z + q[3] * gyro_x)
    q3_dot = 0.5 * (q[0] * gyro_z + q[1] * gyro_y - q[2] * gyro_x)

    # 更新四元数
    q[0] += q0_dot * dt
    q[1] += q1_dot * dt
    q[2] += q2_dot * dt
    q[3] += q3_dot * dt

    # 归一化四元数
    q_magnitude = math.sqrt(q[0]**2 + q[1]**2 + q[2]**2 + q[3]**2)
    q[0] /= q_magnitude
    q[1] /= q_magnitude
    q[2] /= q_magnitude
    q[3] /= q_magnitude

# 循环更新四元数
while True:
    # 计算时间间隔
    now = time.time()
    dt = now - last_update
    last_update = now

    # 获取陀螺仪和加速度计数据
    gyro_x, gyro_y, gyro_z = get_gyro()
    accel_x, accel_y, accel_z = get_accel()

    # 更新四元数
    update_quaternion(gyro_x, gyro_y, gyro_z, accel_x, accel_y, accel_z, dt)

    # 计算欧拉角
    roll = math.atan2(2 * (q[0] * q[1] + q[2] * q[3]), 1 - 2 * (q[1]**2 + q[2]**2))
    pitch = math.asin(2 * (q[0] * q[2] - q[3] * q[1]))
    yaw = math.atan2(2 * (q[0] * q[3] + q[1] * q[2]), 1 - 2 * (q[2]**2 + q[3]**2))

    # 输出欧拉角
    print("Roll: {:.2f}, Pitch: {:.2f}, Yaw: {:.2f}".format(roll, pitch, yaw))

该算法使用加速度计和陀螺仪数据计算四元数，并使用四元数计算欧拉角。其中，加速度计数据用于校正陀螺仪数据，以减小姿态漂移。