互补滤波

Complementary Filter进阶

陀螺仪管短期、加速度计管长期，按比例混合两者来估计姿态角的简单滤波方法。

互补滤波是 IMU 姿态估计里最常用的简单方法。陀螺仪测角速度，积分得到角度，短时间内平滑准确，但零偏会让误差随时间累积成漂移（低频误差）；加速度计借助重力方向能直接算出俯仰和横滚角，长期不漂，但受振动和运动加速度干扰、噪声大（高频误差），偏航角可再借助磁力计。互补滤波让陀螺仪积分结果走高通、加速度计结果走低通再相加，常见写法是：角度 = α ×（上一时刻角度 + 角速度 × Δt）+（1 − α）× 加速度计角度，α 取接近 1 的值。计算量极小，适合单片机；Mahony 等人 2008 年在 IEEE TAC 上把它推广到三维旋转（SO(3)），即常用的 Mahony 滤波。它不需要噪声模型，但权重需手调。