基于双级互补滤波的姿态测量算法设计

论文摘要

陀螺仪的漂移、载体的线性加速度和磁场的干扰是影响MARG传感器姿态测量精度的主要原因。针对传统姿态测量算法在磁干扰环境下由于航向角误差导致水平角测量精度降低以及载体线性加速度影响水平角精度的问题,提出了一种基于四元数的双级互补滤波姿态融合算法。该算法利用加速度计和磁力计测量数据分别对估计四元数进行补偿修正,避免了磁干扰环境下航向角误差对水平姿态测量的影响。同时引入线性加速度误差和磁干扰误差自适应补偿方案,以降低线性加速度与磁干扰的影响。为了验证算法的有效性,进行了静态与动态实验,实验结果表明该姿态测量算法能显著提高姿态测量精度和抗干扰能力。与传统的Mahony算法相比,俯仰/滚动角的测量精度完全不受磁干扰的影响,性能得到了明显的提升。

论文目录

• 1 基于四元数的姿态确定分析
• 2 双级互补滤波姿态融合算法
•   2.1 一级互补滤波算法设计
•   2.2 二级互补滤波算法设计
•   2.3 算法总体设计
• 3 实验验证
•   3.1 磁干扰静态实验
•   3.2 车载动态实验
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 高宁,李杰,冯凯强,许廷金,高诗尧,李炳臻

关键词: 姿态测量,四元数,磁干扰,互补滤波

来源: 传感技术学报 2019年12期

年度: 2019

分类: 信息科技

专业: 无线电电子学,电信技术,自动化技术

单位: 中北大学电子测试技术重点实验室

基金: 国家自然科学基金项目(51575500)

分类号: TP212;TN713;TN96

页码: 1824-1829

总页数: 6

文件大小: 1532K

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