9轴陀螺仪KF系列算法的轴向问题

对于九轴的陀螺仪我们一般会选择用拓展卡尔曼滤波或者其他一些KF系列的算法来融合多个传感器的信息，在使用这些算法的过程（包括单纯移植）中我们会碰到一个很致命的问题，那就是轴向的问题，我们有三个传感器每个传感器有三个轴，这些轴的方向我们需要怎么设置呢？

陀螺仪测量的信息是旋转角速度,加速度计和磁力计测量的加速度以及磁场。那么问题来了加速度计和磁力计还好理解，陀螺仪的角速度的轴向怎么理解呢？

先看角速度，角速度在我们的算法里是怎么处理？拿来构成四元数微分方程，在通过求解微分方程来得到四元数，最后用得到的四元数来描述旋转。再往看四元数，四元数是由旋转角度以及旋转轴的单位向量来构成的。旋转的描述的本质是什么，对旋转坐标转换矩阵的描述，坐标转换矩阵的轴方向必须与四元数的旋转轴的单位向量的坐标轴同向。

再让我们看看加速度计以及磁力计，加速度计以及磁力计的测量值其实我们可以用坐标来理解。这些坐标时什么呢？是两个初始坐标经过旋转坐标转换矩阵转换后得到的坐标，所以这两个坐标的坐标轴需要与旋转坐标转换矩阵同向。

回到最后我们的结论是什么呢？所以传感器的坐标轴的轴向必须与我们定的旋转坐标转换矩阵的坐标系同向。

上面是个人在开发陀螺仪时的一些思考，如有问题欢迎指出。