012、传感器概述：IMU、磁力计、气压计、GPS

飞控算法从入门到精通 · 012 · 传感器概述：IMU、磁力计、气压计、GPS

从一次炸机说起

去年夏天，我在一个四轴无人机上调试位置保持模式。GPS信号显示锁定12颗星，磁力计校准也通过了，气压计读数稳定。起飞后悬停，一切正常。三分钟后，飞机突然开始缓慢向东漂移，然后加速，最后侧翻炸机。

事后复盘，问题出在磁力计。那天下午，飞场附近有一根高压输电线，50Hz工频磁场把磁力计的地磁读数完全带偏了。飞控以为机头在转，实际上没有。位置环被误导，积分项越积越大，最终失控。

这个案例说明一件事：飞控算法再漂亮，传感器数据是脏的，输出就是垃圾。今天这篇笔记，我把四种核心传感器的坑和用法，按我自己的调试顺序写下来。

IMU：加速度计 + 陀螺仪，飞控的“小脑”

IMU是飞控里最忙的传感器，没有之一。加速度计测比力，陀螺仪测角速度。两者融合，给出姿态。

加速度计的坑：它测的不是重力，是“比力”。飞机做圆周运动时，加速度计会感受到向心加速度，这时候用它算俯仰和横滚，会得到错误的角度。所以姿态解算里，加速度计只用来修正长期漂移，不能直接当角度用。我见过有人直接用加速度计算角度做控制，结果飞机一转弯就翻。

陀螺仪的坑：零偏温漂。常温下校准好的零偏，温度变化10度，可能漂出0.5度/秒。别小看这个数，积分10秒就是5度。所以陀螺仪必须做温度补偿。我的做法是：在飞控上电后，先静止30秒，采集陀螺仪数据做初始零偏估计，然后每5分钟重新校准一次，或者用温度传感