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MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音?

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发表于 2020-9-26 15:34:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 llltom 于 2020-9-28 14:41 编辑

Kalman Filtering还没用上,现在在用Complementary Filtering。但是电机一起动就会把解算出来的姿态角高频抖的很厉害。这个“噪声”表现为:1. 高频毛刺; 2. 偏离真实值最大可超过10°的范围

暂时还没考虑物理减震的方法,先从算法入手(瞎折腾的瘾犯了。。。)

一开始尝试用 移动平均滤波 去直接过滤解算后的姿态角,发现虽然能够使信号肉眼可见的变得平滑,解决了第一个问题,但是第二个偏离真实值的问题没有解决。

我觉得这个偏离是因为加速度太敏感了,并且在解算姿态时会用到加速度,所以我想要在使用加速度信息前就给加速度做个滑动平均滤波,然后再用滤波后的加速度信息去解算角度。这样的效果似乎很奏效。

下面是一些测试结果,这次测试没有上电机,主要是把传感器贴在桌子上固定,然后用手指敲打传感器,模拟一些比较强的快速的干扰(当然,这比电机实际产生的高频干扰要慢很多。。。),然后再把传感器从桌子上取下来绕X轴转动测试。图中红线是从MPU6050解算出的原始横滚角(绕X轴转动的角度),紫线是对解算出的横滚角进行了移动平均滤波后的角度,绿线是先对MPU6050的加速度信息进行移动平均滤波后在一起解算姿态的横滚角。

MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音? 电机,算法,mpu6050姿态角 作者:llltom 2717

图1 MPU6050被静止固定在桌面上

MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音? 电机,算法,mpu6050姿态角 作者:llltom 2331
图2 对固定在桌面上的MPU6050采用手指敲击的方式模拟干扰

但是这个测试还有个问题,手指冲击的时候没有办法模拟到电机高频震动带来的与真实值的恒定偏差现象。这个还要进一步用电机做测试才知道效果。

MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音? 电机,算法,mpu6050姿态角 作者:llltom 7305
图3 取下MPU6050后在空间上绕X轴自由转动

但是不知实际产品中这个方法是否可以这么用?角度搞好了,对加速度的测量会不会有不利影响?也就是会不会对物体真实存在的加速度变化产生更迟钝的观测?

发表于 2020-9-26 19:03:36 来自手机 | 显示全部楼层
理论联系实际最有意思
发表于 2020-9-27 16:20:03 | 显示全部楼层
好帖,来顶下
 楼主| 发表于 2020-9-28 14:37:22 | 显示全部楼层
wwee128 发表于 2020-9-26 19:03
理论联系实际最有意思

都是同道中人MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音? 电机,算法,mpu6050姿态角 作者:llltom 1750 哈哈

虽然知道这肯定是工业上有很好的解决方法了,但是还是喜欢自己也琢磨透
 楼主| 发表于 2020-9-28 14:38:47 | 显示全部楼层

MPU6050姿态角解算的滤波如何有效去除电机噪音? 电机,算法,mpu6050姿态角 作者:llltom 1802 想跟大神们多学学多取取经
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