一：加速度計介紹
加速度計是用來測試線性加速度的一種傳感器，相對於電子陀螺儀，它具有長時間穩定的特點。但因為受到重力的影響，短時間內會有噪聲。關於加速度計的原理和結構，可以參考我CSDN上轉載的一篇文章：http://blog.csdn.net/lovewubo/article/details/9084291
里面的內容很詳細。本文只對從加速度計得到的數據進行解讀。數據是從國外的一個大牛博客那里得到的(那人貌似是叫SOH Madgwick)，那篇博文講解了一種融合加速度計和陀螺儀的姿態解算算法，這里不討論。只是把里面的一份加速度計的數據抽取出來，分析一下為什么加速度計的讀數會是那個樣子。
首先說明一下，那位大牛的實驗中，把傳感器設備分別圍繞三個軸旋轉正90度，回到起始位置，再反向旋轉90度，回到起始位置。三個軸的方向是這樣定義的：
二：加速度計的輸出分析
我們對加速度計三個軸的輸出進行了描述：
從上到下，依次是X，Y，Z三個軸上的加速度數據。讓我們分析一下，為什么會產生這樣的輸出。首先看這個圖：
我將圖中用三種顏色標識了三個區域，矩形框1-3標識區域1，2-6標識區域2，7標識區域3。ok，現在開始。
其實這三個區域分別代表了三次繞不同軸旋轉的過程。第一個是繞X軸正負旋轉90度，第二個對應Y軸旋轉，第三個對應Z軸旋轉。下面逐一分析，首先看區域1，它的三個矩形分別代表了這樣三個子過程：
1 繞X軸旋轉90度
解釋如下：當繞X軸旋轉90度時，Y軸慢慢向上翹，Z軸慢慢向下靠(我擦，蠻押韻的)。當完全達到90度時，由於Y軸與重力方向剛好相反，所以Y軸的輸出是1g(1g==9.8m/s^2)，而Z軸的值從原來的1逐漸減小為0。這個狀態估計保持了1秒鍾吧，對應矩形1和2之間的平坦區域
2 回到初始位置，並反向旋轉90度
解釋如下：接着當回到初始位置時，Y軸數據慢慢減小為0，而Z軸數據慢慢上升為1。然后逆向旋轉90度，Y軸慢慢減小，直至為-1，因為此時Y軸方向與重力方向一致了，而反應出來的加速度值應該是負值。而Z軸慢慢減小為0
3 回到初始位置
解釋如下：然后從逆向90度回到初始位置。此時Y軸和Z軸的數據慢慢恢復到初始值，Y軸為0，而Z軸為1
分析完了X軸的旋轉，其實Y軸的旋轉也是類似的，就不說了。現在說說Z軸的，因為繞Z軸旋轉時，相當於左右擺動90度，此時Z軸的輸出始終是1，而X軸和Y軸由於是正交於重力軸的，所以輸出值都是0，當然這都是在相對靜止的條件下的值。如果是將這個設備安裝在車輛上，當車左右轉彎時，X軸和Y軸的讀數可不一定是0，因為這兩個方向會受到車輛速度沖擊力的影響，這就是加速度引起的慣性力，正是借助與這個慣性力，加速度計才能測量加速度。而自然界的重力成為影響傳感器的噪聲來源，而如何消除這些噪聲，就是另外要考慮的濾波算法了。正如那位國外大牛的文章，可以用陀螺儀進行矯正。也可以參考本文最開始的CSDN上的那個鏈接里面講到的融合算法，當然也可以考慮用卡爾曼濾波，以后慢慢研究。
三：計算傾斜角
先上圖：
我們感興趣的角度是向量R和X，Y，Z軸之間的夾角，那就令這些角度為Axr，Ayr，Azr。觀察由R和Rx組成的直角三角形：
cos(Axr) = Rx / R
cos(Ayr) = Ry / R
cos(Azr) = Rz / R
其中，R = SQRT( Rx^2 + Ry^2 + Rz^2)
通過arccos()函數（cos()的反函數）我們可以計算出所需的角度：
Axr = arccos(Rx/R)
Ayr = arccos(Ry/R)
Azr = arccos(Rz/R)
matlab代碼：
function AcceCalDegree
%%加速度計計算角度,這個角度是傳感器三個坐標軸的傾斜角
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
clc;
clear;
load('ExampleData.mat');
nCount = length(time);
Degree = zeros(nCount,3);
for i=1:nCount
[Degree(i,1) Degree(i,2) Degree(i,3)] = GetDegreeFromAcce(Accelerometer(i,1), Accelerometer(i,2), Accelerometer(i,3));
end
figure(1);
subplot(3,1,1);plot(time, Degree(:,1));title('x軸的傾斜角度');
subplot(3,1,2);plot(time, Degree(:,2));title('y軸的傾斜角度');
subplot(3,1,3);plot(time, Degree(:,3));title('z軸的傾斜角度');
function [dx dy dz] = GetDegreeFromAcce(ax, ay, az)
%%%ax ay az代表加速度計的三個軸的讀數
%%%dxy dxz dyz分別代表在三個平面內的角度，即旋轉角度
R = sqrt(ax^2 + ay^2 + az^2);
%%計算角度
dx = acos(ax/R) * 180 / pi;
dy = acos(ay/R) * 180 / pi;
dz = acos(az/R) * 180 / pi; %將弧度轉換為角度
從上圖中，可以直觀的看到，繞不同的軸旋轉是，重力方向與三個軸的角度變化。
四：總結
初學這些東西，如果有不對的，請指正。