旋转表示方法旋转表示方法方向余弦矩阵旋转欧拉旋转四元数旋转旋转表示方法旋转，应该是三种坐标变换——缩放、旋转和平移，中最复杂的一种了。大家应该都听过，有一种旋转的表示方法叫四元数。按照我们的习惯，我们更加熟悉的是另外两种旋转的表示方法——方向余弦矩阵旋转和欧拉旋转。方向余弦矩阵旋转使用了一个4*4大小的矩阵来表示绕任意轴旋转的变换矩阵；欧拉旋转则是按照一定的坐标轴顺序（例如:先x、再y、最后z）、

1、介绍：MPU6050是InvenSense公司推出的全球首款整合性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之轴间差的问题，减少了安装空间。（1）绕X轴旋转角度为roll，绕Y轴旋转角度为pitch，绕Z轴旋转角度为yaw。（2）加速度传感器，本质是力传感器。用来检查上下左右前后哪几个面都受了多少力（包括重力），然后计算角度。（3）陀螺仪，本质是角速度检测仪。比如，一块板，

参考文章：AHRS姿态解算说明(加速度+陀螺仪+磁力计原理及原始数据分析)AHRS俗称航姿参考系统，AHRS由加速度计，磁场计，陀螺仪构成，AHRS的真正参考来自于地球的重力场和地球的磁场～～他的静态终精度取决于对磁场的测量精度和对重力的测量精度

2.4.1解决的问题DMP库的移植（文件已被更改过，更好的移植）MPU6050数据的获取（通过DMP获取的四元数，做姿态解算）零偏自动校准（实现

DMP做姿态解算，做姿态解算。MPU6050的特点①自带数字运动处理（DMP:DigitalMotionProcessing），可以输出6轴或9轴（需外接磁传感器）姿态解算数据。

在姿态解算中，我们一般会利用角速度w和当前的四元数q(k)预测下一时刻的四元数q(k+1)，但是有时候我们需要根据四元数反过来求角速度。

姿态解算（b表示机体坐标系c天南地北坐标系）文章内容来自：https://www.bilibili.com/video/av13035245/?

上一篇讲了四元数、欧拉角和方向余弦的知识，不熟悉的请到这篇博客查看点击打开链接介绍两种算法前，先定义两个坐标系。导航坐标系(参考坐标系)n，选取东北天右手直角坐标系作为导航坐标系n、载体坐标系(机体坐标系)b，选取右手直角坐标系定义：四轴向右为X正方向，向前为Y轴正方向，向上为Z轴正方向。互补滤波算法：通过加速度计的输出稳定性来修正陀螺仪的积分漂移误差。(既通过修正陀螺仪的测量角速度来实现)一句话

四元数姿态解算——互补滤波六轴floatq0=1,q1=0,q2=0,q3=0;floatexInt,eyInt,ezInt;//************************************

了解或想开发无人机的朋友肯定绕不过姿态解算这茬，花点时间去了解它们原理并不难，这里提供两个原理链接供大家参考：四元数表示旋转的理解四旋翼姿态解算原理而在代码实现方面，我这里写好了姿态解算算法模块供大家学习和参考

1.先看效果视频空鼠捕鱼演示－逊玛特威空鼠遥控器2.目标空鼠向上下左右，0~360度挥动时，电脑端鼠标箭头也跟着移动。3.鼠标运动模型的建立鼠标在空中挥动模型可以这样定义，把三维空间模型简化为二维空间模型，我们可以把鼠标当做一个点，鼠标运动的空间当做一个XY二维坐标系，接下来我们只要分析这个点在XY坐标系下是怎么运动就可以了，鼠标在空间中运动模型如下图：我们知道在二维平面中运动轨迹可以用x、y坐标

接着上篇文章：https://mp.csdn.net/postedit/101777018姿态角解算---互补滤波算法及理论推导一般在程序中，姿态解算的方式有两种：一种是欧拉角法，一种是四元数法。

参考资料：姿态解算简介Craze维基百科Mahony互补滤波算法Craze维基百科卡尔曼滤波B站IMUDataFusing:Complementary,Kalman,andMahonyFilter四元数解算姿态完全解析及资料汇总百度文库文章目录如何表示姿态如何表示旋转的信息欧拉角定义分类表示矩阵四元数如何表示旋转呢

1.姿态的描述----坐标系为了建立运动物体运动姿态的数学模型，首先需要定义导航坐标系和载体坐标系。导航坐标系n（O-X-Y-Z）选取东-北-天建立坐标系，坐标原点为O点，Y轴正向指向北边，X轴正向指向东边，Z轴正向指向天；载体坐标系b（O-X-Y-Z）选取右手直角坐标系，即向右为X轴正方向，向前为Y轴正方向，向上为Z轴正方向。2.四元数基础理论3.互补滤波器原理根据传感器之间的频域的互补特性，准

本文将分析一种常见的四轴飞行器姿态解算方法，Mahony的互补滤波法。此法简单有效，希望能给学习四轴飞行器的朋友们带来帮助。

飞行器控制笔记（一）——姿态解算之微分方程数值计算飞行器控制笔记（一）——姿态解算之微分方程数值计算一、引言二、常用的数值计算方法2.1欧拉折线法2.2改进欧拉折线法2.3龙格—库塔法2.4上述数值计算方法的

本文将分析一种常见的四轴飞行器姿态解算方法，Mahony的互补滤波法。此法简单有效，希望能给学习四轴飞行器的朋友们带

1.目标手势挥动的方向α，-180°~180°挥动力度大小intensity，0~102.已知量欧拉角pitch，roll，yaw地理坐标系的角速度pitch_rate,roll_rate，yaw_rate3.运动模型目标体在空中挥动模型可以这样定义，把三维空间模型简化为二维空间模型，我们可以把目标体当做一个点，运动的空间当做一个XY二维坐标系，接下来我们只要分析这个点在XY坐标系下是怎么运动就可

PX4源码原理理解一．主要参考资料链接：1.1取PX4源码一小部分姿态解算来进行讲解姿态解算源码中文注释：https://blog.csdn.net/zouxu634866/article/details

经过几天的努力，现在其实感觉6050没有想象中的那么复杂，复杂的是后面对他的数据进行的滤波和姿态解算。获取数据其实就是对里面的一些寄存器进行配置。但是要求熟练掌握单片机的IIC通信协议。通信

目录一、遥控器信号接收1.代码解读2.ppm原理二、传感器数据读取1.SPI代码和原理2.UART代码及原理三、加速度计、陀螺仪数据处理四、姿态解算五、高度数据融合六、PID控制一、遥控器信号接收匿名的飞控提供了

姿态解算全过程关于这方面，姿态计算的理解大致需要经过以下几个步骤。1.秦永元的《惯性导航》，不但十分基础而且写的也十分好，适合入门。

链接：基于ROS的卡尔曼滤波姿态解算  前段时间由于项目关系需要实现基于卡尔曼滤波的姿态解算，也就是说融合加速度计、陀螺仪及磁罗盘进行AHRS姿态解算，得到机器人的姿态角。  

补充下四元数的知识及上篇博文提到的旋转矢量坐标变换的四元数描述的推导过程。版权声明原创文章，转载请说明出处：sheng-blog.cn原文出处四元数q可以看出由一个实数和一个三维矢量组成：i,j,k为三维空间单位矢量，它们服从如下运算公式：四元数的加减运算类似复数加减运算，相应系数加减即可。四元数间的乘法类似多项式的乘法，q(p1,p2,p3,p4)乘r(u0,u1,u2,u3)写成矩阵形式等于:

四元数姿态解算中的地磁计融合解读笔者最近在做四轴，涉及到地磁计的融合算法，网上大多数是x-IMU的融合代码，但是这段代码对于地磁计的融合说明没有做过多的解释，网上没有相关讨论，仅在阿莫论坛看到一篇相关的代码解释

序言鉴于现在飞控的热度不减当年，越来越多“年轻人”加入飞控制作学习的阶段，也有许多新手上来就气势汹汹的进行姿态解算，往往使用的就是较为常用的Mahony的互补滤波姿态解算，笔者在多年前也一样，最开始接触的就是这个算法

下面是姿态解算方法和控制策略：如下图所示，给定机器人在世界坐标系的机身位置O’(x’,y’,z’)和航海角（roll、pitch、yaw），以及足部末端在世界坐标系下的位置P1、P2、P3、P4点的坐标

目前，对于姿态解算已经有些认识，至少可以看懂别人的开源代码。感觉我现在知道的东西像一堆点连起来的线段，还有些地方是散的，没有联通。暂且在这记录下。

定义地理坐标系n系：x轴指向东，y轴指向北，z轴指向天。在mpu6050芯片上定义载体坐标系b系。那么b系的姿态就是指n系与b系相对的旋转关系，即如何由n系旋转到b系。描述这种旋转关系通常使用欧拉角(ψ,θ,γ)T，姿态矩阵T(3x3)，四元数Q=(q0，q1，q2，q3)T。欧拉角指的是将n系按照z轴->x’轴->y”轴的顺序依次转动ψ,θ,γ后就是b系，事实上欧拉角并没有规定转动顺序，以上转动

（2）陀螺仪影响因素陀螺仪对IMU的影响主要体现在其精确性上，其精确性将直接影响姿态解算的优劣程度，换句话说，最后IMU能否正确感知产品的姿态就是依靠陀螺

26632244Arduino教程：MPU6050的数据获取、分析与处理https://zhuanlan.zhihu.com/devymex/20082486Arduinouno+mpu6050陀螺仪运用卡尔曼滤波姿态解算实验

一、开篇终于到ardupilot源代码的姿态解算了，有了前期关于mahony姿态解算算法的基础以后，理解源代码的姿态解算算法就快多了，所有的东西都在脑海中初步有了一个框架；首先要做什么，然后再做什么，再然后捏

一、开篇大家期待已久的第四篇来了，但是本篇可能比较水啊~~~见谅~~~首先，上一周没有什么收获，虽然看了不少的论文，但是却没有什么质的飞越~~~~看的论文都是关于姿态解算的，用的算法大部分也都是基于mahony

一、开篇慢慢的、慢慢的、慢慢的就快要到飞控的主要部分了，飞控飞控就是所谓的飞行控制呗，一个是姿态解算一个是姿态控制，解算是解算，控制是控制，各自负责各自的任务，我也不懂，还在学习中~~~~最近看姿态估计部分看的太累了

最近看群里部分小伙伴对于6050如何计算姿态比较感兴趣，自己也想对这段时间的学习做个总结，这次来说说姿态计算的方法，其实还不懂其中数学原理，正好自己也当作学习。解算姿态的前提一定要确认MPU6050的加速度计：AX,AY,AZ，陀螺仪：GX,GY,GZ的数据没有问题。比如一下几种：1.初始化后，静止平放的时候，数据跳变非常频繁，而且幅度比较大，例如：AX:100100100103919899120

起始，陀螺仪的参数理解和应用自从看到四轴飞行器就一直想自己做一个，于是参考和查看各种资料，其中姿态解算应该是其中很重要一部分，其中涉及到四元数和各种算法（如数据融合：梯度下降，卡尔曼滤波，互补滤波等等）

对于大多数MPU6050的应用来说，获取到的原始数据并没有多大用处，我们需要对原始数据进行姿态融合解算，最终得到姿态数据，也就是三个欧拉角：航向角(yaw)、横滚角(roll)和俯仰角(pitch)。MPU6050内部自带数字运动处理器(DMP)硬件加速引擎，配合运动驱动库直接输出四元数，进而很方便的计算出欧拉角，大大降低了主控MCU的负担。本篇使用MPU6050的驱动库来获取姿态数据。1.MPU

参考文章：姿态角（Euler角）：yawpitchrollArduinouno+mpu6050陀螺仪运用卡尔曼滤波姿态解算实验MPU6050传感器数据处理Micro:bit系列教程6：加速度传感器MPU6050

-第十章PX4-Pixhawk-姿态控制-这一章节我们对姿态控制进行解析，姿态解算我们还是从启动文件开始，找到姿态解算的启动文件rc.mc_app,这里面找到姿态解算的启动项为mc_att_controlstart

首先例举第一个例子，我调的第一台四轴飞行器，十字型四轴飞行器，讲下配置：网上一百多的650机架，好赢20A电调，新西达22121000kV,1045的桨，2200mah电池。主控是STM32F103这是第一个四轴的帖子http://www.amobbs.com/thread-5539270-1-1.html采用位置式PID控制，位置式PID公式如下PID的基本意义我在次就不作阐述了，我只讲我的设计

先说明一下，之前介绍的两种姿态解算算法http://blog.csdn.net/wkdwl/article/details/52119163互补滤波和入梯度下降姿态解算算法，虽然在姿态解算方面效果还比较不错

然后四元数姿态解算。接着串级PID控制平衡，外环角度环，内环角速度环。高度控制：高度和速度进行互补滤波（气压计得到的是高度，速度通过Z轴加速度积分获得，而加速度通过陀螺仪的Z轴得到。）最后电机输出。

卡尔曼滤波，是最优估计理论中十分重要的一个部分。要全面地理解卡尔曼滤波，你需要一点统计学的知识，以及一点矩阵理论。通常最优估计理论的教材是从最小二乘估计讲起，接着讲到最小方差估计，极大似然估计以及维纳滤波，再到卡尔曼滤波、扩展卡尔曼、无迹卡尔曼——-这是从统计的角度来理解卡尔曼滤波。事实上，卡尔曼滤波与《自动控制原理》中的状态观测器非常相似。状态观测器利用原系统的输入输出来估计系统状态，对原系统建

这块区域主要是很多重点概念的理解吧：姿态解算、四元数、欧拉角、PID算法、互补滤波、卡尔曼滤波。

姿态解算1.背景姿态解算是飞控的一个基础、重要部分，估计出来的姿态会发布给姿态控制器，控制飞行平稳，是飞行稳定的最重要保障。

MPU6050的姿态解算方法有多种，包括硬件方式的DMP解算，软件方式的欧拉角与旋转矩阵解算，软件方式的轴角法与四元数解算。本篇先介绍最易操作的DMP方式。

1、惯性测量单元IMU(InertialMeasurementUnit)姿态航向参考系统AHRS(AttitudeandHeadingReferenceSystem)地磁角速度重力MARG(Magnetic,AngularRate,andGravity)微机电系统MEMS(MicroElectricalMechanicalSystems)自由度维数DOF(DimensionOfFreedom)无人

笔者最近在做四轴，涉及到地磁计的融合算法，网上大多数是x-IMU的融合代码，但是这段代码对于地磁计的融合说明没有做过多的解释，网上没有相关讨论，仅在阿莫论坛看到一篇相关的代码解释，里面有关于地磁计融合部分的解说，个人觉得说的不是很清楚，虽然是正确的，我这里再补充啰嗦一下。首先给出x-IMU关于陀螺仪、加速度计、地磁计的融合代码：voidMahonyAHRSupdate(floatgx,floatg

关于四翼飞行器下的PID原理由四个电机提供动力，mcu做姿态解算，组成一个简单的飞行系统。其中mcu利用传感器收集到机体状态，经过计算，通过控制电机电压（pwm占空比）使得机体姿态得以调整。

文章目录（一）前言（二）方向余弦矩阵DCM（三）四元数（四）求四元数更新四元数误差消除（五）总结（一）前言数学是算法的门槛我们就用数学的角度去探寻姿态解算，不谈代码主要是了解这其中用到的数学思想学完这个你就会感叹