一種改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計(jì)算法
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為了提高標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展卡爾曼姿態(tài)估計(jì)算法的精確度和快速性，將運(yùn)動(dòng)加速度抑制的動(dòng)態(tài)步長(zhǎng)梯度下降算法融入擴(kuò)展卡爾曼中，提出一種改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計(jì)算法。該算法在卡爾曼測(cè)量更新中采用梯度下降法進(jìn)行非線性觀測(cè)，消除標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展卡爾曼算法在線性化時(shí)帶來的線性化誤差，提高算法的準(zhǔn)確性和快速性；對(duì)梯度下降法的梯度步長(zhǎng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，使算法步長(zhǎng)與四旋翼飛行器的運(yùn)動(dòng)合角速度成正比，增強(qiáng)微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的動(dòng)態(tài)性能；對(duì)強(qiáng)機(jī)動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)體產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)加速度進(jìn)行抑制處理，消除運(yùn)動(dòng)加速度對(duì)姿態(tài)解算的不利影響，提高了微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的跟蹤精度。為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)算法的可行性和有效性，基于STM32單片機(jī)搭建四旋翼實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線性能驗(yàn)證。結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)算法能提高四旋翼飛行器在強(qiáng)機(jī)動(dòng)、高速運(yùn)動(dòng)情況下的姿態(tài)跟蹤精度、動(dòng)態(tài)性能，增強(qiáng)姿態(tài)融合算法的抗干擾性，保證微型四旋翼飛行器的穩(wěn)定飛行。
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