Mayitzin/ahrs

Attitude and Heading Reference Systems in Python

解决的问题

提供一系列算法,用于利用陀螺仪、加速度计和磁力计的传感器数据,估计飞机、可穿戴设备和自动驾驶车辆等移动系统的姿态(姿态和航向)。

工作原理

该库实现了两种主要的姿态估计方法:

  • 瓦尔巴问题(WP):通过将测量向量(如重力和地磁向量)与参考向量进行比较,来寻找旋转矩阵。
  • 航位推算(DR):对测量的局部角速度进行积分,以估计传感器随时间变化的角位置。

它包含多种估计器,包括Madgwick、Mahony、扩展卡尔曼滤波器(EKF)和无迹卡尔曼滤波器(UKF),可针对特定传感器输入和调参进行配置。

适用人群

专为关注纯Python环境下快速原型设计、教育和姿态估计算法测试的开发者和学生设计。

主要亮点

  • 丰富的算法库:支持多种估计器(如QUEST、TRIAD、UKF、FKF)。
  • 纯Python实现:基于NumPy构建,依赖项极少。
  • 合成数据生成:包含一个 sensors 类,用于生成用于测试的合成MARG传感器数据。
  • 大地测量分析:提供大地测量计算和坐标系转换工具。
  • 教育导向:代码经过重构,与原始研究论文保持一致,代码中包含对公式的引用。

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