第二十三章 六轴传感器——姿态解算实验

       在上一章节中，介绍了板载六轴传感器的使用，仅需简单的使用提供的驱动，便可从六轴传感器上获取温度、加速度、角速度等数据，本章将继续且更加深入地介绍板载六轴传感器的使用。通过本章地学习，读者将学习到通过板载六轴传感器获取加速度和角速度数据后进行姿态解算的使用。

       本章分为如下几个小节：

       23.1 SH3001驱动介绍及使用方法

       23.2 硬件设计

       23.3 程序设计

       23.4 运行验证

        23.1 SH3001驱动介绍及使用方法

       有关SH3001驱动的介绍及使用方法，请见第22.1小节《SH3001驱动介绍及使用方法》。

        23.2 硬件设计

       23.2.1 例程功能

       1. 创建一个I2C对象和一个SH3001对象

       2. 通过SH3001对象读取SH3001加速度计和陀螺仪的测量原始数据并进行姿态解算，获取板子的姿态

       23.2.2 硬件资源

       1. SH3001

              IIC_SCL - IO22

              IIC_SDA - IO23

       23.2.3 原理图

       本章实验内容，需要使用到板载的SH3001芯片，正点原子DNK210开发板上的SH3001芯片连接原理图，如下图所示：

图23.2.3.1 SH3001连接原理图

       23.3 程序设计

       23.3.1 SH3001驱动

       有关SH3001驱动的介绍，请见第23.1小节《SH3001驱动介绍及使用方法》。

       23.3.2 程序流程图

图23.3.2.1 六轴传感器——姿态解算实验流程图

       23.3.3 main.py代码

       main.py中的脚本代码如下所示：

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)
 
# 构造SH3001对象
sh3001 = SH3001(i2c, attitude=True)
 
times = 0
while True:
    # 获取SH3001对象姿态解算的欧拉角
    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("")

       可以看到首先构造了一个I2C对象，I2C对象的SCL和SDA信号使用的正是六轴传感器连接的对应IO。

       接着构造了一个SH3001对象，并且传入了前面的I2C对象，同时使能了姿态解算功能。

       接着便在一个循环中读取并打印输出从SH3001对象姿态解算后的欧拉角数据。

        23.4 运行验证

       将DNK210开发板连接CanMV IDE，并将SH3001的驱动脚本文件保存到CanMV的文件系统后点击CanMV IDE上的“开始(运行脚本)”按钮后，可以看到“串行终端”窗口中输出了一系列信息，如下图所示：

图23.4.1 “串行终端”窗口打印输出

       可以看到，“串行终端”不断输出SH3001对象姿态解算后的欧拉角数据。