c++ - IMU 的加速度计和陀螺仪的姿态估计？

Question

我很难理解下面包含的方程式的数学推导。这段代码是来自 SparkFun IMU 库的示例的一部分，可以在 here 中找到. 有人可以帮我理解使用反正切函数来估计横滚、俯仰和偏航背后的理论吗？磁力计数据如何用于获得正确的偏航估计？我能在网上找到的所有资源都没有以我能理解的方式回答这些问题。

 float roll = atan2(ay, az);
 float pitch = atan2(-ax, sqrt(ay * ay + az * az));

 float heading;
 if (my == 0)
   heading = (mx < 0) ? PI : 0;
 else
 heading = atan2(mx, my);

 heading -= EARTH_DECLINATION * PI / 180;

 if (heading > PI) heading -= (2 * PI);
 else if (heading < -PI) heading += (2 * PI);

 // Convert everything from radians to degrees:
 heading *= 180.0 / PI;
 pitch *= 180.0 / PI;
 roll  *= 180.0 / PI;

Answer 1

假设 ay 和 az 是磁力计给出的距原点的偏移量，则 atan(ay, az) 将为您提供产生该偏移量的角度。

sqrt(ay * ay + az * az) 遵循勾股定理，为您提供“偏移三角形”第三边的长度，以便能够计算出音高。 -ax 来自音调的定义方式。