【嵌入式DIY实例-ESP32篇】-3D姿态测量（Pitch, Roll, Yaw）
3D姿态测量（Pitch, Roll, Yaw）
文章目录
- 3D姿态测量（Pitch, Roll, Yaw）
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- 1、俯仰角（Pitch）、滚转角（Roll）和偏航角（Yaw）介绍
- 2、MPU6050介绍
- 3、HMC5883L磁力仪介绍
- 4、传感器融合（MPU6050 + HMC5883L）
- 5、硬件准备与接线
- 6、代码实现
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- 6.1 使用 MPU6050 + HMC5883L 测量俯仰、横滚、偏航
- 6.2 使用卡尔曼滤波器精确测量俯仰、滚转和偏航
- 6.3 在 OLED 显示屏上显示 MPU6050 + HMC5883L 俯仰、滚动、偏航值
在本文中，我们将介绍如何使用 ESP32 测量 3D 方向角——俯仰角（Pitch）、滚转角（Roll）和偏航角（Yaw），具体方法结合了 MPU6050 加速度计陀螺仪和 HMC5883L 磁力计。这些传感器将与 ESP32 微控制器连接，微控制器将处理原始传感器数据，并使用传感器融合技术计算方向角。该项目非常适合无人机、机器人和导航系统等需要精确方向跟踪的应用。
MPU6050 集成了 3 轴加速度计和 3 轴陀螺仪，能够检测角速度和线性加速度。然而，由于陀螺仪存在漂移，并且加速度计易受噪声影响，我们还将集成 3 轴磁力计 HMC5883L，以提供可靠的偏航角测量数据，从而提高测量精度。
通过使用卡尔曼滤波器整合所有这些传感器的数据，我们将实现稳定且精确的角度测量。结果值将实时显示，使我们能够了解物体在三维空间中的方向。
1、俯仰角（Pitch）、滚转角（Roll）和偏航角（Yaw）介绍
俯仰角、滚转角和偏航角是用于描述物体在三维空间中的方向或旋转的术语。这些角度表示绕物体主轴（X、Y 和 Z）的旋转。
俯仰（Pitch）
俯仰是指物体绕其 X 轴旋转，导致向前或向后倾斜。它描述了物体是向上