第二十三章 六軸感測器——姿態解算實驗
1）實驗平臺：正點原子DNK210開發板
2）章節摘自【正點原子】DNK210使用指南 - CanMV版 V1.0
3）購買連結:https://detail.tmall.com/item.htm?&id=782801398750
4）全套實驗原始碼+手冊+影片下載地址：http://www.openedv.com/docs/boards/k210/ATK-DNK210.html
5）正點原子官方B站：https://space.bilibili.com/394620890
6）正點原子K210技術交流企鵝群:605557868
在上一章節中，介紹了板載六軸感測器的使用，僅需簡單的使用提供的驅動，便可從六軸感測器上獲取溫度、加速度、角速度等資料，本章將繼續且更加深入地介紹板載六軸感測器的使用。透過本章地學習，讀者將學習到透過板載六軸感測器獲取加速度和角速度資料後進行姿態解算的使用。
本章分為如下幾個小節：
23.1 SH3001驅動介紹及使用方法
23.2 硬體設計
23.3 程式設計
23.4 執行驗證
23.1 SH3001驅動介紹及使用方法
有關SH3001驅動的介紹及使用方法，請見第22.1小節《SH3001驅動介紹及使用方法》。
23.2 硬體設計
23.2.1 例程功能
- 建立一個I2C物件和一個SH3001物件
- 透過SH3001物件讀取SH3001加速度計和陀螺儀的測量原始資料並進行姿態解算，獲取板子的姿態
23.2.2 硬體資源
- SH3001
IIC_SCL- IO22
IIC_SDA- IO23
23.2.3 原理圖
本章實驗內容，需要使用到板載的SH3001晶片，正點原子DNK210開發板上的SH3001晶片連線原理圖，如下圖所示：
圖23.2.3.1 SH3001連線原理圖
23.3 程式設計
23.3.1 SH3001驅動
有關SH3001驅動的介紹，請見第23.1小節《SH3001驅動介紹及使用方法》。
23.3.2 程式流程圖
圖23.3.2.1 六軸感測器——姿態解算實驗流程圖
23.3.3 main.py程式碼
main.py中的指令碼程式碼如下所示：
from board import board_info
from fpioa_manager import fm
from machine import I2C
from sh3001 import SH3001
fm.register(board_info.IMU_SCL, fm.fpioa.I2C0_SCLK)
fm.register(board_info.IMU_SDA, fm.fpioa.I2C0_SDA)
i2c = I2C(I2C.I2C0, scl=board_info.IMU_SCL, sda=board_info.IMU_SDA)
# 構造SH3001物件
sh3001 = SH3001(i2c, attitude=True)
times = 0
while True:
# 獲取SH3001物件姿態解算的尤拉角
pitch, roll, yaw = sh3001.get_attitude()
times = times + 1
if times == 100:
times = 0
print("Pitch: %.2f\t" %(pitch), end='')
print("Roll: %.2f\t" %(roll), end='')
print("Yaw: %.2f\t" %(yaw), end='')
print("")
可以看到首先構造了一個I2C物件，I2C物件的SCL和SDA訊號使用的正是六軸感測器連線的對應IO。
接著構造了一個SH3001物件，並且傳入了前面的I2C物件，同時使能了姿態解算功能。
接著便在一個迴圈中讀取並列印輸出從SH3001物件姿態解算後的尤拉角資料。
23.4 執行驗證
將DNK210開發板連線CanMV IDE，並將SH3001的驅動指令碼檔案儲存到CanMV的檔案系統後點選CanMV IDE上的“開始(執行指令碼)”按鈕後，可以看到“序列終端”視窗中輸出了一系列資訊，如下圖所示：
圖23.4.1 “序列終端”視窗列印輸出
可以看到，“序列終端”不斷輸出SH3001物件姿態解算後的尤拉角資料。