mpu6050yaw角

### MPU6050 Yaw角度计算与应用 #### 计算基础理论 MPU6050 是一种集成了三轴加速度计和三轴陀螺仪的惯性测量单元 (IMU)，可以用来估计设备的姿态。姿态通常由三个欧拉角表示：俯仰角（Pitch）、横滚角（Roll）以及偏航角（Yaw）。其中，偏航角是指绕垂直于地面方向旋转的角度。 由于 MPU6050 提供的是线性加速度数据和角速率数据，在实际工程实践中，为了获得更精确稳定的偏航角信息，一般会采用互补滤波器或者卡尔曼滤波算法融合这两种不同类型的数据源[^1]。 #### 数据获取方式 对于 MPU6050 来说，可以直接从寄存器读取原始的加速度值和角速度值。具体来说，yaw 角度可以通过集成来自 gyroscope 的 z 轴上的角速度来得到。然而这种方法容易受到漂移的影响，因此需要结合 accelerometer 测量的结果来进行校正[^2]。 ```cpp // 初始化 I2C 和其他必要的设置... Wire.beginTransmission(MPU6050_ADDRESS); Wire.write(0x6B); // PWR_MGMT_1 register Wire.write(0); // Set to zero (wakes up the MPU-6050) Wire.endTransmission(true); void loop() { Wire.beginTransmission(MPU6050_ADDRESS); Wire.write(0x43); // Starting with GYRO_XOUT_H register Wire.endTransmission(false); Wire.requestFrom(MPU6050_ADDRESS, 14, true); int16_t gyroX = Wire.read() << 8 | Wire.read(); int16_t gyroY = Wire.read() << 8 | Wire.read(); int16_t gyroZ = Wire.read() << 8 | Wire.read(); double yawRate = ((double)(gyroZ)) / GYRO_SENSITIVITY; // Integrate over time to get yaw angle change since last measurement. } ``` 这段代码展示了如何通过I2C接口读取MPU6050中的GYRO_ZOUT寄存器并将其转换成可使用的浮点数形式的速度变化率。需要注意的是这里假设已经完成了传感器初始化工作，并且定义了一个常量 `GYRO_SENSITIVITY` 表示每一度/秒对应的ADC单位数量[^4]。 #### 应用实例 在一个平衡车项目中，如果想要实现自动保持直立的功能，则可能需要用到类似下面这样的函数去调整电机功率以维持车身稳定： ```c int balanceControl(float currentAngle, float targetAngle, float angularVelocity) { const float KP = 10.0f; // Proportional gain const float KD = 0.0f; // Derivative gain float error = currentAngle - targetAngle; return static_cast<int>(KP * error + KD * angularVelocity); } ``` 此段 C++ 函数接收当前角度、目标角度及角速度作为输入参数，并基于比例微分(PD)控制器原理输出用于调节电机转矩大小所需的PWM信号强度。在这个例子里面，`currentAngle` 就可能是包含了经过补偿后的Yaw角度[^3]。