如何一般地跟踪 IMU 的相对位置、速度和方向？

Question

对于光绘项目（也可能是其他），我想计算相对位置、方向和速度 em> 来自 6 轴 IMU（我有一个连接到 ESP32 的 MPU6886，但我希望这没关系）。 当然，那里有很多算法。有些是纯数学的，有些是用特定的语言实现的。它们中的大多数只计算位置或方向，它们中的大多数都是对非常基本的问题的安静古老的第一枪答案。 我想我知道基本的数学知识，但我不想重新发明轮子，我想采用一种可重用的解决方案来解决现实世界的问题，例如：

• 通过结合传感器数据提高精度
• 抖动
• 过滤
• 不同的传感器类型
• 自动校准
• 使用/不使用额外的传感器数据（例如指南针）

我想保持方法语言不可知，即我想从 Python (MicroPython) 实现重新开始，但保留迁移到与其他语言绑定的本机 (C++/Rust) 库的选项。

所以要把这个模糊的意图变成一个 Stackoverflow 问题：将acceleration、rotation、time 数据点流转换为相对position、velocity、@ 流的复杂方法是​​什么987654326@ 数据点（如果重要，使用 Python）？我必须记住什么？有哪些具有通用定位的现有开源项目？接受的答案也可能只是澄清术语并提供有关该主题的优秀（最新）文章的链接。

Answer 1

我目前正在做类似的事情。查看https://www.samba.org/tridge/UAV/madgwick_internal_report.pdf 以获得对主题的详尽解释。对于位置，您必须随时间对速度进行积分（尽管数值误差可能会很糟糕，但我不确定是否有不将传感器与 GPS 融合的解决方案）。