基于四元数 EKF 算法的小型无人机姿态估计

摘要：

针对小型无人机设计的姿态测量系统，提出一种用于小型无人机姿态估计的四元数扩展 Kalman 滤波算法。该算法通过建立四元数姿态运动模型和航姿传感器测量模型，构建了以四元数和陀螺仪随机漂移为状态向量、以加速度计测量值和磁阻仪解算的航向角为观测向量的扩展 Kalman 滤波器，并设计了自适应测量噪声协方差矩阵修正法。实验结果表明，该算法不但解决了微机电系统惯性器件用于载体姿态测量时精度低、易发散、易被干扰的问题，而且显著减小了陀螺仪随机漂移对姿态估计的影响，有效提高了姿态估计的精度。

关键词：四元数、扩展Kalman滤波、姿态估计、微机电系统、小型无人机

分类号：TP39(计算技术、计算机技术)

资助基金：教育部“春晖计划”项目Z2011139

在线出版日期：2015-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：511-518