加速度计校准：六面校准法详解
加速度计校准，说白了就是让飞控知道「哪边是上，哪边是下」。
你可能觉得这很简单——重力方向不就是向下吗？但实际飞起来，你会发现加速度计如果没校准好，飞机悬停时会一直往一个方向飘。我遇到过好几次这种情况，最后发现都是加速度计偏置没搞干净。
为什么要做六面校准？
加速度计的核心问题有三个：
- 零偏误差：静止时输出不为0
- 比例误差：三个轴的灵敏度不一致
- 轴间对齐误差：X/Y/Z轴不是完美的90度
六面校准法，就是通过让加速度计在6个不同姿态下采集数据，然后解算出这些误差参数。嗯，说白了就是让传感器「见见世面」，知道各个方向的重力长什么样。
核心原理：每个姿态下，理论重力值都是1g（9.8m/s²）。实际测量值和理论值的差异，就是我们要补偿的误差。
六面校准的六个姿态
我个人习惯按这个顺序来做：
- 水平朝上：Z轴朝上，X/Y水平
- 水平朝下：Z轴朝下，X/Y水平
- 左侧朝上：X轴朝上
- 右侧朝上：X轴朝下
- 机头朝上：Y轴朝上
- 机头朝下：Y轴朝下
你想想看，这6个姿态覆盖了正负三个轴方向。每个方向都采集几十秒的数据，取平均值，就能算出偏置和比例因子。
小技巧：校准时要确保飞控完全静止。我见过有人用手扶着飞控校准，结果数据全是抖的。找个水平台面，或者用泡沫垫一下，效果会好很多。
MPU6000 vs ICM20602 校准流程
这两种传感器在ArduPilot里的校准流程基本一致，但有一些细节差异。我分别说一下。
MPU6000 校准流程
MPU6000是老将了，稳定可靠。校准步骤：
- 连接Mission Planner，打开「初始设置」→「加速度计校准」
- 点击「校准加速度计」按钮
- 按照提示，依次摆放6个姿态
- 每个姿态保持静止，等待进度条走完
- 校准完成后，检查参数：
INS_ACC0_OFFS_X/Y/Z和INS_ACC0_SCAL_X/Y/Z
我曾经遇到一个情况：MPU6000校准后，偏置值特别大（超过200）。后来发现是传感器焊接时温度过高，导致内部晶体偏移。嗯，硬件问题有时候比软件难搞。
ICM20602 校准流程
ICM20602是后起之秀，噪声更低，但校准流程稍微讲究一点：
- 同样进入加速度计校准界面
- 但建议先做一次「温度校准」——让飞控通电预热5分钟
- 再做六面校准
- 校准后检查
INS_ACC2_OFFS_*和INS_ACC2_SCAL_*
注意：ICM20602对温度更敏感。如果你在冷机状态下校准，飞起来后温度升高，零偏会漂移。我建议每次飞行前都做一次快速校准，或者开启ArduPilot的「温度补偿」功能。
校准后的参数解读
校准完成后，你会看到类似这样的参数：
| 参数名 | 正常范围 | 说明 |
|---|---|---|
| INS_ACC0_OFFS_X | -100 ~ 100 | X轴零偏，单位mG |
| INS_ACC0_OFFS_Y | -100 ~ 100 | Y轴零偏 |
| INS_ACC0_OFFS_Z | -100 ~ 100 | Z轴零偏（通常接近1000，因为重力） |
| INS_ACC0_SCAL_X | 0.95 ~ 1.05 | X轴比例因子 |
| INS_ACC0_SCAL_Y | 0.95 ~ 1.05 | Y轴比例因子 |
| INS_ACC0_SCAL_Z | 0.95 ~ 1.05 | Z轴比例因子 |
如果Z轴偏置远大于1000，或者比例因子超出0.95~1.05范围，说明传感器可能有问题。我建议重新校准一次，如果还是异常，考虑更换传感器。
核心逻辑流程图
下面这张图展示了加速度计校准的完整逻辑：
避坑指南
我总结几个常见问题：
- 校准后飞机倾斜：大概率是校准时机身没放平。我曾经用手机水平仪检查过，发现桌面其实有2度倾斜。建议用水平仪确认。
- 校准值一直跳：检查飞控减震。如果减震棉太硬或太软，加速度计读数会不稳定。
- Z轴偏置异常：检查传感器安装方向。有些飞控的Z轴是朝下的，参数里要设置
AHRS_ORIENTATION。
我的习惯：每次校准后，我都会在Mission Planner里查看「加速度计原始数据」页面。如果三个轴的数据在静止时波动小于±20mG，说明校准质量不错。如果波动超过±50mG，建议检查硬件。
总结
加速度计校准是飞控调试的第一步，也是最重要的一步。六面校准法虽然看起来繁琐，但做熟练了也就5分钟的事。记住：校准质量直接影响EKF的初始对准和飞行稳定性。
嗯，下次我们聊陀螺仪校准时，你会发现很多思路是相通的。