来自 IMU 的加速度计和陀螺仪的姿态估计？

atan2(y,x) 是角度 theta，如下图所示：

在三个维度中，您有三个平面，并且 atan2() 应用于来自 x、y 和 z 的一对，具体取决于您为哪个平面计算 theta（滚动、俯仰、偏航）。

当处于稳定速度时（即不改变速度或方向），ax、ay、az 值各自仅测量加速度的重力分量。加速时数值会不准确。在这一点上，您必须更聪明一些，通过结合来自其他传感器（如陀螺仪或磁力计和其他加速器）的信息 - 即当固定 ax、ay、az 总和为 1G 时 - 其他任何东西，并且存在额外的加速度. 加速器测量加速度，但这包括重力加速度。也就是说，当速度稳定时，加速器是相对于重力的倾斜传感器。

磁力计计算通过其 x 和 y 分量确定相对于北的角度，并补偿真北和磁北之间的差异（磁偏角）。当磁力计的 x 和 y 分量与磁场对齐时，它们最大，因为它们正交安装，它们的相对值使用 atan2(mx,my) 解析为单个方向。x 和 y 从常规顺序交换，因为罗盘方向顺时针增加，而数学角度逆时针增加。

在实践中，您需要使用传感器功能来组合来自陀螺仪（角速度）、加速器和磁力计的信息，并且可能也应用一些启发式方法来准确跟踪运动。这些传感器中的每一个都有不同的混杂因素，并且某些测量元素重叠，因为单个外力可以对多个传感器产生影响。这可用于区分不同种类的运动和姿态。它很复杂，这可能是为什么它不尝试处理它的原因。