Damit das Gefährt die Balance halten kann sind 2 Meßwerte nötig. Die Neigung der Plattform und die Änderungsgeschwindigkeit der Neigung. Die Änderungsgeschwindigkeit stellt mit den heute erhältlichen Gyrosensoren kein großes Problem dar. Bei den Lagesensoren sieht das anders aus. Die können zwar die Erdbeschleunigung recht gut messen, jedoch auch Fliehkräfte durch Erschütterungen und ähnliches, die man nicht in der Messung haben will. Der Gyro ist da unempfindlich, aber dafür driftet die Nulllage bei ihm ab. Aber zusammen schaffen sie es: Der Gyro übernimmt die schnellen Änderungen, der Lagesensor überwacht den Drift des Gyros und regelt nach. Der Knackpunkt ist jetzt die Grenze der Zuständigkeit. Einfachere Filter nehmen hier eine Grauzone in Kauf, die sich in einem Nachregeln nach Neigungssprüngen bemerkbar macht.

Rudolf Emil Kalman löst ein der 60ern dieses Problem (sonst hätte es den Satz "The eagle has landed" nie gegeben). Mit meinen Mathekenntnissen kann ich zwar nicht ins Detail gehen, jedoch habe ich die grobe Funktion begriffen.
Der Filter besteht aus 2 Funktionen. In der ersten Funktion wird versucht aus den Gyrodaten eine Vorhersage auf die zukünftige Lage der Plattform zu treffen. In der zweiten Funktion wird die Vorhersage mit den gemittelten Werten des Lagesensors verglichen. Hierbei wird dem Gyro mehr vertraut als dem Lagesensor.

Den Quellcode eines solchen Filters findet man bei Tom Pycke

Kalmantest.zip