ESP32-IDF BMI160姿态解算欧拉角

时间: 2023-07-23 08:14:47 浏览: 108
ESP32-IDF是一款开发平台,而BMI160是一种常用的姿态解算传感器。在ESP32上使用IDF(ESP-IDF)开发框架,可以通过读取BMI160传感器的数据来实现姿态解算,并得到欧拉角(Euler angles)。 要实现姿态解算,首先需要连接ESP32和BMI160传感器。可以使用I2C总线连接它们,并在ESP-IDF中使用相应的库来读取传感器数据。 一旦成功连接和读取传感器数据,可以使用算法来进行姿态解算。常见的姿态解算算法包括卡尔曼滤波器、互补滤波器和四元数等。这些算法可以根据传感器数据计算出欧拉角,表示物体在空间中的旋转角度。 具体的实现步骤可能因使用的库和算法而有所不同,因此建议参考ESP-IDF的文档和示例代码来进行开发。同时,根据自己的需求和应用场景,选择适合的算法和参数进行姿态解算,以获得准确的欧拉角数据。
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ESP32-IDF BMI160姿态解算欧拉角代码

以下是使用ESP32-IDF和BMI160传感器进行姿态解算的欧拉角代码示例: ```c #include <stdio.h> #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "sdkconfig.h" #include "bmi160.h" #define I2C_MASTER_SCL_IO 22 // I2C主机时钟引脚 #define I2C_MASTER_SDA_IO 21 // I2C主机数据引脚 #define I2C_MASTER_NUM I2C_NUM_0 // I2C主机端口号 #define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE 0 // I2C主机发送缓冲区禁用 #define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE 0 // I2C主机接收缓冲区禁用 #define I2C_MASTER_FREQ_HZ 100000 // I2C主机频率 bmi160_dev_t bmi160; void i2c_master_init() { i2c_config_t conf; conf.mode = I2C_MODE_MASTER; conf.sda_io_num = I2C_MASTER_SDA_IO; conf.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; conf.scl_io_num = I2C_MASTER_SCL_IO; conf.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; conf.master.clk_speed = I2C_MASTER_FREQ_HZ; i2c_param_config(I2C_MASTER_NUM, &conf); i2c_driver_install(I2C_MASTER_NUM, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0); } void bmi160_delay_ms(uint32_t ms) { vTaskDelay(ms / portTICK_RATE_MS); } int8_t bmi160_i2c_read(uint8_t dev_id, uint8_t reg_addr, uint8_t *reg_data, uint16_t len) { if (i2c_master_write_read(I2C_MASTER_NUM, dev_id << 1, &reg_addr, 1, reg_data, len, 1000 / portTICK_RATE_MS) == ESP_OK) { return BMI160_OK; } else { return BMI160_E_COM_FAIL; } } int8_t bmi160_i2c_write(uint8_t dev_id, uint8_t reg_addr, uint8_t *reg_data, uint16_t len) { uint8_t *data = malloc(len + 1); data[0] = reg_addr; memcpy(&data[1], reg_data, len); if (i2c_master_write(I2C_MASTER_NUM, dev_id << 1, data, len + 1, 1000 / portTICK_RATE_MS) == ESP_OK) { return BMI160_OK; } else { return BMI160_E_COM_FAIL; } } void app_main() { i2c_master_init(); bmi160.bus_read = bmi160_i2c_read; bmi160.bus_write = bmi160_i2c_write; bmi160.delay_ms = bmi160_delay_ms; bmi160.dev_addr = BMI160_I2C_ADDR; bmi160_init(&bmi160); bmi160_set_sens_conf(&bmi160); while (1) { struct bmi160_sensor_data accel_data, gyro_data; bmi160_get_sensor_data(BMI160_ACCEL_SEL | BMI160_GYRO_SEL, &accel_data, &gyro_data, &bmi160); float accel_euler[3], gyro_euler[3]; bmi160_compute_euler(accel_euler, &accel_data, &bmi160); bmi160_compute_euler(gyro_euler, &gyro_data, &bmi160); printf("Accelerometer Euler Angles: %.2f, %.2f, %.2f\n", accel_euler[0], accel_euler[1], accel_euler[2]); printf("Gyroscope Euler Angles: %.2f, %.2f, %.2f\n", gyro_euler[0], gyro_euler[1], gyro_euler[2]); vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS); } } ``` 这段代码使用了ESP32的I2C主机接口与BMI160传感器进行通信。首先,我们初始化I2C主机,并设置BMI160的读写和延时函数。然后,在主循环中,我们从BMI160获取加速度和陀螺仪数据,并使用`bmi160_compute_euler`函数计算欧拉角。最后,打印出加速度和陀螺仪的欧拉角。 请注意,这只是一个简单的示例代码,你可能需要根据你的具体需求进行适当的修改和优化。此外,你还需要确保正确连接了ESP32和BMI160传感器,并在ESP32上配置好合适的I2C引脚。

ESP32-IDF BMI160四元数滤波解算欧拉角代码

以下是使用ESP32-IDF和BMI160传感器进行四元数滤波解算欧拉角的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <math.h> #include "freertos/FreeRTOS.h" #include "freertos/task.h" #include "bmi160.h" #define SPI_BUS HSPI_HOST #define GPIO_CS 5 #define SPI_CLOCK 1000000 struct bmi160_dev sensor; void app_main() { int8_t rslt = BMI160_OK; /* Initialize SPI bus */ spi_bus_config_t bus_cfg = { .mosi_io_num = 13, .miso_io_num = 12, .sclk_io_num = 14, .quadwp_io_num = -1, .quadhd_io_num = -1, .max_transfer_sz = 6 }; spi_bus_initialize(SPI_BUS, &bus_cfg, 1); /* Initialize BMI160 sensor */ struct bmi160_dev sensor; sensor.id = BMI160_I2C_ADDR; sensor.interface = BMI160_SPI_INTF; sensor.read = spi_read; sensor.write = spi_write; sensor.delay_ms = delay_ms; rslt = bmi160_init(&sensor); if (rslt != BMI160_OK) { printf("BMI160 initialization failed (%d)\n", rslt); return; } /* Configure BMI160 sensor */ rslt = bmi160_set_sens_conf(&sensor); if (rslt != BMI160_OK) { printf("BMI160 configuration failed (%d)\n", rslt); return; } /* Enable accelerometer */ rslt = bmi160_set_sensor_conf(BMI160_ACCEL_SEL, &sensor); if (rslt != BMI160_OK) { printf("BMI160 accelerometer enable failed (%d)\n", rslt); return; } /* Enable gyroscope */ rslt = bmi160_set_sensor_conf(BMI160_GYRO_SEL, &sensor); if (rslt != BMI160_OK) { printf("BMI160 gyroscope enable failed (%d)\n", rslt); return; } /* Main loop */ while (1) { struct bmi160_sensor_data accel_data, gyro_data; float quaternion[4], euler_angles[3]; /* Read accelerometer and gyroscope data */ rslt = bmi160_get_sensor_data(BMI160_ACCEL_SEL | BMI160_GYRO_SEL, &accel_data, &gyro_data, &sensor); if (rslt == BMI160_OK) { /* Calculate quaternion */ bmi160_get_quaternion(&quaternion[0], &sensor); /* Convert quaternion to euler angles */ euler_angles[0] = atan2f(2.0f * (quaternion[0] * quaternion[1] + quaternion[2] * quaternion[3]), 1.0f - 2.0f * (quaternion[1] * quaternion[1] + quaternion[2] * quaternion[2])); euler_angles[1] = asinf(2.0f * (quaternion[0] * quaternion[2] - quaternion[3] * quaternion[1])); euler_angles[2] = atan2f(2.0f * (quaternion[0] * quaternion[3] + quaternion[1] * quaternion[2]), 1.0f - 2.0f * (quaternion[2] * quaternion[2] + quaternion[3] * quaternion[3])); /* Print euler angles */ printf("Roll: %.2f, Pitch: %.2f, Yaw: %.2f\n", euler_angles[0], euler_angles[1], euler_angles[2]); } vTaskDelay(100 / portTICK_PERIOD_MS); } } ``` 这段代码使用ESP32-IDF和BMI160库进行四元数滤波解算欧拉角。它通过SPI接口与BMI160传感器通信,并使用四元数滤波算法将传感器的原始数据转换为欧拉角。代码中的主循环读取加速度计和陀螺仪数据,然后计算四元数,并将其转换为欧拉角,最后打印出来。请确保正确配置SPI总线和引脚,并且已正确安装BMI160库。

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