六轴传感器 SH3001

SH3001简介

SH3001是Senodia公司生产的一款六轴姿态传感器，可测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度以及角速度参数，通过姿态融合，进而得到姿态角。

三轴加速度计（Accelerometer）：测量X、Y、Z轴的加速度。
三轴陀螺仪传感器（Gyroscope）：测量X、Y、Z轴的角速度。

小球完全悬空时，对每个面都没有施加力，所以每个方向的加速度都为0.

当物体向x+轴运动，小球由于惯性，对x-轴施加力（相反方向）。
哪个面受力，就哪个面产生值。

低通滤波器允许低于截止频率的信号通过，高于截止频率的信号不能通过，可平滑去噪。

加速度计数据获取：
acc_x = ACC_XDATA_H << 8 | ACC_XDATA_L
acc_y = ACC_YDATA_H << 8 | ACC_YDATA_L
acc_z = ACC_ZDATA_H << 8 | ACC_ZDATA_L

要使数据更精确，通过厂家提供的函数接口，读取补偿系统

SH3001时序

SH3001寻址

• 设备地址：固定位+硬件选择位（0110110）0x36
• 通讯地址：固定位+硬件选择位+数据传输方向位（0x36 << 1）| （R/W）
• 写操作地址：（01101100）0x6c
• 读操作地址：（01101101）0x6d

SH3001读取N字节函数

void sh3001_read_nbytes(uint8_t devaddr, uint8_t regaddr, uint8_t length, uint8_t *readbuf)
{
	iic_start(); //主机发送起始信号
	iic_send_byte(devaddr << 1 | 0x00); //主机发送sh3001写操作地址
	iic_wait_ack(); //主机等待sh3001应答
	iic_send_byte(regaddr); //主机发送寄存器地址
	iic_wait_ack(); //主机等待sh3001应答

	iic_start(); //主机发送起始信号
	iic_send_byte(devaddr << 1 | 0x01); //主机发送sh3001读操作地址
	iic_wait_ack(); 

	for(uint8_t i=0; i<length; i++)
	{
		readbuf[i] = iic_read_byte(i == (length-1) ? 0:1); //为1时发送应答信号，为0时发送非应答信号。
	}
	iic_stop();
}

SH3001写入N字节函数

void sh3001_write_nbytes(uint8_t devaddr, uint8_t regaddr, uint8_t length, uint8_t *writebuf)
{
	iic_start(); //主机发送起始信号
	iic_send_byte(devaddr<<1 | 0x00); //主机发送sh3001写操作地址
	iic_wait_ack();
	iic_send_byte(regaddr);
	iic_wait_ack();
	for(uint8_t i=0; i<length; i++)
	{
		iic_send_byte(writebuf[i]);
		iic_wait_ack();
	}
	iic_stop();
}

SH3001驱动步骤 （非中断方式）

1. 初始化SH3001：调用iic_init()进行IIC接口初始化
2. 编写SH3001基础读写接口函数：多字节写、多字节读
3. 重置内部模块：启动驱动、ADC复位、CVA复位（厂家建议）
4. 配置加速度计、陀螺仪、温度传感器：配置A/G输出频率、量程、截止频率
5. 选择SH3001电源模式：设置为正常模式（高性能模式）（厂家函数接口）
6. 读取原始数据：获取加速度计数据、陀螺仪数据、温度数据（更精确得考虑补偿）

• SENB连接到VCC，选择使用IIC接口
• SDO连接到GND，参与决定器件地址

姿态解算

姿态解算指读取传感器数据，实时算出飞行器的姿态角（偏航角yaw、俯仰角pitch、横滚角roll）

利用加速度计测量角度（俯仰角与横滚角）：
假设载体处于静止水平放置，此时加速度计仅受重力作用，从Z轴可读到1g数据（g为重力加速度），X轴和Y轴两个方向读到0。

采用多种传感器数据来检测姿态的处理算法被称为“姿态融合”。