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MPU-6050原理讲解
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更新于2023-05-23
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MPU-6000(6050)为全球首例整合性6轴运动处理组件,相较于多组件方案,免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题,减少了大量的封装空间。
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陀螺仪、加速度调节原理和算法
制作人:
徐向权
刘炟

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第一部分 加速度计
当我们在想象一个加速度计的时候我们可以把它想作一个圆球
在一个方盒子中。

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我们假定这个盒子不在重力场中或者其他任何会影响球的位置
的场中,球处于盒子的正中央。你可以想象盒子在外太空中,
远离任何天体,如果很难想象,那就当做盒子在航天飞机中,
一切东西都处于无重力状态。在上面的图中你可以看到我们给
每个轴分配了一对墙(我们移除了 Y+ 以此来观察里面的情况)。
设想每面墙都能感测压力。如果我们突然把盒子向左移动(加
速度为 1g=9.8m/s^2 ),那么球会撞上 X- 墙。然后我们检测球撞
击墙面产生的压力, X 轴输出值为 -1g 。

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请注意加速度计检测到得力的方向与它本身加速度的方向是相反
的。这种力量通常被称为惯性力或假想力 。在这个模型中你你
应该学到加速度计是通过间接测量力对一个墙面的作用来测量加
速度的。
但在下面的例子中,我们会发现它不一定是加速度引起的。
如果我们把模型放在地球上,球会落在 Z- 墙面上并对其施加
一个 1g 的力,见下图:

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在这种情况下盒子没有移动但我们任然读取到 Z 轴有 -1g 的值。
球在墙壁上施加的压力是由引力造成的。在理论上,它可以是
不同类型的力量 - 例如,你可以想象我们的球是铁质的,将
一个磁铁放在盒子旁边那球就会撞上另一面墙。引用这个例子
只是为了说明加速度计的本质是检测力而非加速度。只是加速
度所引起的惯性力正好能被加速度计的检测装置所捕获。
到目前为止,我们已经分析了单轴的加速度计输出,这是使用
单轴加速度计所能得到的。三轴加速度计的真正价值在于它们
能够检测全部三个轴的惯性力。让我们回到盒子模型,并将盒
子向右旋转 45 度。现在球会与两个面接触: Z- 和 X- ,见下图:
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