三轴陀螺仪 计算某一方向实时角度 c语言

三轴陀螺仪是一种惯性测量设备，用于检测物体在三维空间中的角速度变化，常用于导航、姿态控制等领域。要计算某一方向（比如俯仰、翻滚或偏航）的实时角度，你需要通过积分陀螺仪读数，因为陀螺仪直接给出的是旋转速率。

以下是基本步骤：

1. **获取数据**：从陀螺仪传感器读取三个轴（X、Y、Z）的角速度值。
2. **滤波处理**：由于实际数据可能存在噪声，需要对角速度值进行低通滤波（例如使用加权平均或IIR滤波器）。
3. **积分算法**：对于每个轴，将当前时刻的速度值加上上一时刻的角度值（初始值通常为0），得到累积的角度。公式大致是：`angle = angle + (time * angular_velocity) / 90`（这里时间单位是秒，角度单位是弧度，速度单位是弧度每秒）。注意定期对角速度进行更新，并保持浮点运算。
4. **限制角度范围**：当角度超过最大允许范围时，可以取模操作将其限制在正常范围内。

#include <math.h>

// 假设gyro_data[]存储了最新的三个轴角速度
void updateAngle(float* gyro_data, float* angles, float dt) {
    // 滤波处理省略，假设已经完成
    angles[GYRO_X] += gyro_data[X] * dt;
    angles[GYRO_Y] += gyro_data[Y] * dt;
    angles[GYRO_Z] += gyro_data[Z] * dt;

    // 取模防止角度溢出
    if (angles[GYRO_X] > MAX_ANGLE) angles[GYRO_X] -= 2 * M_PI;
    if (angles[GYRO_X] < -MAX_ANGLE) angles[GYRO_X] += 2 * M_PI;
    // 类似地处理其他两个轴
}