mpu6050读取角度值

### 使用 MPU6050 传感器读取角度值 为了从 MPU6050 获取角度值，通常采用互补滤波器或卡尔曼滤波器来融合加速度计和陀螺仪的数据。下面是一个基于 Python 和 `smbus` 库实现的角度计算示例。 #### 初始化 MPU6050 并配置 I2C 接口 首先需要初始化 MPU6050 的各个寄存器并设置合适的参数[^1]： ```python import smbus import time import math class MPU6050: def __init__(self, address=0x68): self.bus = smbus.SMBus(1) self.address = address # 设置MPU6050的工作模式和其他初始配置 self.bus.write_byte_data(self.address, 0x6B, 0) # 唤醒MPU6050 self.bus.write_byte_data(self.address, 0x1A, 9) # 配置低通滤波频率为42Hz self.bus.write_byte_data(self.address, 0x1B, 0) # 加速度量程±2g self.bus.write_byte_data(self.address, 0x1C, 0) # 陀螺计量程±250°/s def read_raw_data(self, addr): high = self.bus.read_byte_data(self.address, addr) low = self.bus.read_byte_data(self.address, addr + 1) value = ((high << 8) | low) if (value >= 0x8000): return -((65535 - value) + 1) else: return value mpu = MPU6050() time.sleep(1) # 等待传感器稳定 ``` #### 计算角度值 接下来定义函数用于读取原始数据并转换成实际物理意义下的角度值。这里使用了简单的积分方法处理来自陀螺仪的速度变化，并利用加速度计提供校正以减少漂移误差[^2]： ```python def get_angles(): acc_x = mpu.read_raw_data(0x3B) / 16384.0 * 9.81 acc_y = mpu.read_raw_data(0x3D) / 16384.0 * 9.81 acc_z = mpu.read_raw_data(0x3F) / 16384.0 * 9.81 gyro_x = mpu.read_raw_data(0x43) / 131.0 gyro_y = mpu.read_raw_data(0x45) / 131.0 gyro_z = mpu.read_raw_data(0x47) / 131.0 angle_acc_x = math.degrees(math.atan(acc_y/math.sqrt(pow(acc_x, 2)+pow(acc_z, 2)))) angle_acc_y = math.degrees(-math.atan(acc_x/math.sqrt(pow(acc_y, 2)+pow(acc_z, 2)))) dt = 0.01 # 时间间隔（秒） global prev_angle_gyro_x, prev_angle_gyro_y try: angle_gyro_x = prev_angle_gyro_x + gyro_x * dt angle_gyro_y = prev_angle_gyro_y + gyro_y * dt except NameError: angle_gyro_x = 0 angle_gyro_y = 0 alpha = 0.98 # 补偿因子 current_angle_x = alpha*(angle_gyro_x)+(1-alpha)*angle_acc_x current_angle_y = alpha*(angle_gyro_y)+(1-alpha)*angle_acc_y prev_angle_gyro_x = angle_gyro_x prev_angle_gyro_y = angle_gyro_y return round(current_angle_x, 2), round(current_angle_y, 2) while True: angles = get_angles() print(f'X-Axis Angle: {angles[0]} deg') print(f'Y-Axis Angle: {angles[1]} deg\n') time.sleep(0.01) ``` 此代码片段展示了如何通过 I2C 总线与 MPU6050 进行交互以及怎样组合两种不同类型的传感信息来获得更精确的姿态估计。