RK4积分计算IMU位移 C语言代码

以下是一个简单的C语言代码，使用RK4方法计算IMU的位移。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define PI 3.14159265359

// IMU参数
double gyro_x = 0.0;  // 角速度
double gyro_y = 0.0;
double gyro_z = 0.0;

double acc_x = 0.0;  // 加速度
double acc_y = 0.0;
double acc_z = 0.0;

// 时间参数
double t = 0.0;  // 当前时间
double dt = 0.01;  // 时间步长
double T = 10.0;  // 总时间

// 初始状态
double x = 0.0;  // 位移
double v = 0.0;  // 速度

// RK4方法
double rk4(double x, double v, double t, double dt) {
    double k1x, k1v, k2x, k2v, k3x, k3v, k4x, k4v;
    double x1, v1, x2, v2, x3, v3, x4, v4;

    // 第一步
    k1x = v;
    k1v = acc_x;

    // 第二步
    x1 = x + k1x * dt / 2.0;
    v1 = v + k1v * dt / 2.0;
    k2x = v1;
    k2v = acc_x;

    // 第三步
    x2 = x + k2x * dt / 2.0;
    v2 = v + k2v * dt / 2.0;
    k3x = v2;
    k3v = acc_x;

    // 第四步
    x3 = x + k3x * dt;
    v3 = v + k3v * dt;
    k4x = v3;
    k4v = acc_x;

    // 计算位移和速度的增量
    x4 = (k1x + 2.0 * k2x + 2.0 * k3x + k4x) / 6.0;
    v4 = (k1v + 2.0 * k2v + 2.0 * k3v + k4v) / 6.0;

    // 更新位移和速度
    x += x4 * dt;
    v += v4 * dt;

    // 更新时间
    t += dt;

    return x;
}

int main() {
    // 生成测试数据
    for (int i = 0; i < 1000; i++) {
        double t = i * dt;
        gyro_x = 0.01 * sin(2 * PI * t);
        gyro_y = 0.02 * cos(2 * PI * t);
        gyro_z = 0.03 * sin(2 * PI * t);

        acc_x = 0.1 * sin(2 * PI * t);
        acc_y = 0.2 * cos(2 * PI * t);
        acc_z = 9.8 + 0.3 * sin(2 * PI * t);

        // 使用RK4方法计算位移
        x = rk4(x, v, t, dt);

        // 输出结果
        printf("%f, %f\n", t, x);
    }

    return 0;
}

在这个示例中，我们使用了一个简单的正弦波和余弦波来模拟IMU的角速度和加速度。我们假设IMU的z轴向上指向重力加速度，即acc_z = 9.8 m/s^2。然后我们使用RK4方法计算IMU的位移，并输出结果。