ICM-20689Invensense

首先陀螺仪传感器主要的特性是它的稳定性和进动性。
我们可以从儿童玩的地陀螺中发现高速旋转的陀螺可以竖直不倒而保持与地面垂直，这就反映出陀螺运动时候的稳定性。研究陀螺仪运动特性的理论是绕定点运动刚体动力学的一个分支，它以物体的惯性为基础，研究旋转物体的动力学特性。可以说陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。

根据框架的数目和支承的形式以及附件的性质决定陀螺仪的类型有：
（一）、二自由度陀螺仪(只有一个框架，使转子自转轴具有一个转动自由度)。
根据二自由度陀螺仪中所使用的反作用力矩的性质，可以把这种陀螺仪分成三种类型：
1、积分陀螺仪(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；2、速率陀螺仪(它使用的反作力矩是弹性力矩)；3、无约束陀螺(它仅有惯性反作用力矩)；
除了机、电框架式陀螺仪以外，还出现了某些新型陀螺仪，如静电式自由转子陀螺仪，挠性陀螺仪，激光陀螺仪等。
（二）、三自由度陀螺仪(具有内、外两个框架，使转子自转轴具有两个转动自由度。在没有任何力矩装置时，它就是一个自由陀螺仪)。

加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。
加速度计用于测量加速度。借助一个三轴加速度计可以测得一个固定平台相对地球表面的运动方向，但是一旦平台运动起来，情况就会变得复杂的多。如果平台做自由落体，加速度计测得的加速度值为零。如果平台朝某个方向做加速度运动，各个轴向加速度值会含有重力产生的加速度值，使得无法获得真正的加速度值。
例如，安装在60度横滚角飞机上的三轴加速度计会测得2G的垂直加速度值，而事实上飞机相对地区表面是60度的倾角。因此，单独使用加速度计无法使飞机保 持一个固定的航向。

表示飞行器当前飞行姿态的一个通用模型就是建立下图所示坐标系，并用Roll表示绕X轴的旋转，Pitch表示绕Y轴的旋转，Yaw表示绕Z轴的旋转。
由于MPU6050可以获取三个轴向上的加速度，而地球重力则是长期存在且永远竖直向下，因此我们可以根据重力加速度相对于芯片的指向为参考算得当前姿态。
为方便起见，我们让芯片正面朝下固定在上图飞机上，且座标系与飞机的坐标系完全重合，以三个轴向上的加速度为分量，可构成加速度向量a(x,y,z)。假设当前芯片处于匀速直线运动状态，那么a应垂直于地面上向，即指向Z轴负方向，模长为|a|=g=sqrt{X^ 2 +Y^ 2+ z^ 2}。若芯片（座标系）发生旋转，由于加速度向量a仍然竖直向上，所以Z轴负方向将不再与a重合。

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