Madgwick IMU 90度角度

Question

我正在使用Madgwick Algorithim的C ++实现，校准了我的传感器（加速度计，磁力计和陀螺仪）。一切似乎运作良好，但当我将传感器置于垂直位置（俯仰到90度）时，其他角度开始做奇怪的事情。这就是我得到的： Matlab plot problem

事实上，我得到的角度是正确的，但以不同的方式表达。我应该只得到：

• Roll：0
• 音高：90
• Yaw：-150

但我明白了：

• Roll：-180
• 音高：90
• Yaw：50

两个结果都一样，对吗？我的问题是：

• 这是万向节锁问题吗？
• 据我所知，Gimbal Lock应该会在角度上出错，但我会把它们搞定。 Madgwick算法是否试图避免使用Gimbal Lock？

Answer 1

不，你无法通过万向节锁定传感器，因为它是你移动的物理对象。

万向节锁是指如果你在哪里移动2个角度的状态，它们对旋转的效果会相同。它不是错误，而是特定的旋转状态。但如果你亲自用手移动物体，万向锁是不可能的。维基百科有一个很棒的GIF：

  

万向节锁定的飞机。当俯仰（绿色）和偏航（洋红色）万向节变得对齐时，滚动（蓝色）和偏航的变化将相同的旋转应用于飞机。

然而，请注意，万向节锁定的原因可能是您的数据的原因：在欧拉角中，有多组角度给出完全相同的终点。你的系统给你哪一个？你不知道。取决于用于为您提供数据的传感器和算法。

确保您的进一步数学是一致的好方法，并且知道2次旋转是相同的是将测量值转换为四元数。这些对于每次旋转都是独一无二的，可以帮助您更好地了解旋转发生的情况。