基于四元數(shù)和擴展卡爾曼濾波器的姿態(tài)解算與外力加速度同步估計算法
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標簽：濾波器(175621)
針對慣性導航應用中，姿態(tài)解算與外力加速度估計互相干擾的問題，提出一種基于四元數(shù)和擴展卡爾曼濾波器的姿態(tài)解算與外力加速度同步估計算法。首先，利用估計的外力加速度修正傳感器加速度數(shù)據(jù)得到準確的反向重力加速度，再結合地磁場向量通過梯度下降算法解算得到旋轉四元數(shù)的測量值；其次，構建擴展卡爾曼濾波模型，對旋轉四元數(shù)和外力加速度進行更新，得到旋轉四元數(shù)的預測值和外力加速度的預測值；最后，用旋轉四元數(shù)的測量值和測量得到的加速度數(shù)據(jù)對預測值通過擴展卡爾曼濾波的方法進行校正，最終得到準確的旋轉四元數(shù)和參考坐標系下三軸方向上的外力加速度。實驗表明，通過擴展卡爾曼濾波同時對姿態(tài)和外力加速度估計的方法，能夠迅速收斂并準確得機體姿態(tài)信息以及外力加速度信息，歐拉角誤差為±1. 95。，加速度誤差為±0.12 m／s2，并且該算法能有效抑制外力加速度對姿態(tài)解算的影響，準確估計外力加速度。
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