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i2c通訊
ahrs是自動航向基準系統(automatic heading reference system)的簡稱。目前，使用四元數來進行ahrs姿態解算的演算法被廣泛採用於四軸飛行器上。
imu部分：
imu是慣性測量裝置(inertial measurement unit)的簡稱，通常包含陀螺儀和加速度計。
1.陀螺儀：測量的是角速度，即物體轉動的速度，把速度和時間相乘，即可以得到某一時間段內物體轉過的角度。（但是積分運算得來的角度本身就存在誤差，隨著時間的累加，誤差會加劇，此時就需要加速度計輔助計算出姿態角度）
2.加速度計：測量的是物體的加速度，我們知道，重力加速度是乙個物體受重力作用的情況下所具有的加速度。當物體處於靜止狀態時，加速度計測量出來的值就等於重力加速度1g, 約等於9.8公尺每平方秒。重力加速度g的方向總是豎直向下的，通過獲得重力加速度在其x軸，y軸上的分量，我們可以計算出物體相對於水平面的傾斜角度。典型的imu慣性測量晶元為mpu6050，它被廣泛採用在四軸飛行器上。
mpu6050便是這兩種感測器結合測出姿態角，通常運用卡爾曼濾波得出最終角度
根據加速度計和地磁計的資料，轉換到地理座標系後，與對應參考的重力向量和地磁向量進行求誤差，這個誤差用來校正陀螺儀的輸出，然後用陀螺儀資料進行四元數更新，再轉換到尤拉角
陀螺儀的角速度測量：假如他的速度是1度沒秒，那麼通過速度乘以時間，我們就可以知道他距離起點走了多少度。
加速度計來測量傾角：乙個簡單的例子如下: 乙個單軸的加速計位於重力水平面上的時候，它在垂直方向上受到的加速度為1g，在水平方向上受到的加速度為0。當我們把它旋轉乙個角度的時候，就會在水平軸上產生乙個加速度分量。通過它們的關係，就可以計算出該單軸加速計的傾角。
1.通過陀螺儀的積分來獲得四軸的旋轉角度
2.然後通過加速度計的比例和積分運算來修正陀螺儀的積分結果。
下面**中的gx，gy，gz分別代表陀螺儀在x軸，y軸和z軸三個軸上的分量
ax，ay，az分別代表加速度計在在x軸，y軸和z軸三個軸上的分量。
mpu6050只包含陀螺儀和加速計共六個軸，
而mpu9150還包含磁力計，共九個軸。
陀螺儀是測試角速度的感測器，也有人把角速度說成角速率，說的是一樣的物理量。拿電 機做例子，當我們說乙個電機10轉每秒。一轉是360度,那麼它的主軸在一秒內轉過3600 度。也就是說這個電機在轉動時的角速度是3600dps.dps 就是dergee per second 度每秒 (或者寫成 deg/s).
mpu6050 整合了三軸的陀螺儀.角速度全格感測範圍為±250、±500、±1000與± 2000°/sec (dps).當選擇量程為±250dps的時候，將會得到分辯率為131lsb/(º/s).也就 是當載體在x+軸轉動1dps時，adc將輸出131.
上述的說明,已經知道陀螺儀測量角度的變化率.為了解釋這一點，
讓我們假設，我們已經 測量圍繞y軸的旋轉角（這將是axz角）在時刻t0，我們將其定義為axz0，接下來，我們測 量這個角度是在稍後的時間t1是axz1。
變化率將被計算如下： rateaxz =（axz1 - axz0）/（t1 - t0）
如果axz單位是度，並以秒為時間單位，那麼rateaxz將以度 / s表示。 mpu6050並不會以 度/ s 單位輸出，我們需要在讀完後進行轉換。先來看看各個量程對 應的靈敏度
從adc值到 dps
通過i2c介面讀出來的轉換結果adc值，並不是以度每秒為單位。一般按以下公式進行轉 換：anglerate = adcrate /靈敏度 以量程為±1000º/s為例，說明如何轉換。假設讀取x軸的adc值為200,從上表中得知在 ±1000º/s下的靈敏度為32.8lsb/(º/s) 。根據上面的公式： anglerate = 200/32.8 = 6.09756º/s 這就是說,mpu6050檢測到模組正在以約6度每秒的速度繞x軸(或者叫在yz平面上)旋轉.
adc值並不都是正的,請注意,當出現負數時,意味著該裝置從現有的正方向相反的方向旋轉.
如下：=順時針為正
最後，還要將角度換算成弧度制，便於計算
綜上做個陀螺儀的總結：
首先 感測器測量出當前姿態角，並且將資料寄存在乙個16位的暫存器中
其次我們要選擇精度，便於將16位的資料換算成角度
最終將角度轉化為弧度制
輸出姿態角=暫存器adc的值/（靈敏度+2pi/360）
加速度計
全球首例整合性6軸運動處理元件
3軸陀螺儀＋3軸加速度計
iic介面，可用於擴充套件外部感測器
資料格式：旋轉矩陣、四元數(quaternion)、尤拉角格式
體積小
無人機感測器
mpu6050:3軸陀螺儀＋3軸加速度（姿態）
hmc5883:3軸數字羅盤（精確方向控制）
ms5611:氣壓計（高度計）
pitch:俯仰角（抬頭低頭）
roll:滾轉角（翻身）
yaw：偏航角**彎）
三個角度組合，可唯一確定乙個姿態
（mpu6050帶有三個陀螺儀，每個陀螺儀各自負責檢測相應軸的轉動速度，也就是檢測圍繞 各個軸轉動的速度。像三軸的陀螺儀將同時檢測 x y z軸的旋轉。 由上面這個模型圖，首先我們定義：
rxz - 是r向量在xz平面上的投影
ryz - 是r向量在xy平面上的投影
rxz和rz所形成的直角三角形，
利用勾股定理，我們得到： rxz ^ 2 = rx ^ 2 + rz ^ 2，
和同樣： ryz ^ 2 = ry ^ 2 + rz ^ 2
還要注意的是：
r ^ 2 = rxz ^ 2 + ry^ 2，這可以來自從公式1和上面的等式，或它可以是來自於由r和ryz
r ^ 2 = ryz ^ 2 + rx^ 2 形成的直角三角 我們不會在本文中使用這些公式，只是讓讀者認識到所有值之間的關係。 同時我們將定義z軸和rxz 、ryz之間的夾角。 axz - rxz和z軸間的夾角 ayz - ryz和z軸間的夾角 現在看看,從這個模型中,陀螺儀測量什麼?）
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