四轴、平衡小车等的互补滤波应用

互补滤波
加速度计对小车的加速度比较敏感，取瞬时值计算倾角误差比较大；而陀螺仪积分得到的角度不受小车加速度的影响，但是随着时间的增加积分漂移和温度漂移带来的误差比较大。所以这两个传感器正好可以弥补相互的缺点。
互补滤波就是在短时间内采用陀螺仪得到的角度做为最优，定时对加速度采样来的角度进行取平均值来校正陀螺仪的得到的角度。简言之，短时间内用陀螺仪比较准确，以它为主；长时间用加速度计比较准确，这时候加大它的比重，这就是互补了。
加速度计要滤掉高频信号，陀螺仪要滤掉低频信号。
得到陀螺仪的角速度就可以使用四元数或欧拉法求解姿态角，然后通过加速度计的三轴加速度值就可以对姿态角进行融合，这时的姿态角就基本可用了，然后就可以做你想做的事了。
互补滤波器就是根据传感器特性不同，通过不同的滤波器（高通或低通，互补的），然后再相加得到整个频带的信号。例如，加速度计测倾角，其动态响应较慢，在高频时信号不可用，所以可通过低通抑制高频；陀螺响应快，积分后可测倾角，不过由于零漂等，在低频段信号不好。通过高通滤波可抑制低频噪声。将两者结合，就将陀螺和加表的优点融合起来，得到在高频和低频都较好的信号。互补滤波需要选择切换的频率点，即高通和低通的频率。