基于多传感器信息融合的机器人姿态测量系统

摘要：

针对履带式机器人的实时姿态测量，单独采用陀螺仪或加速度计和磁强计求解存在精度低，易受外界干扰等问题，对多传感器信息融合算法进行研究，采用四元数表征机器人的姿态，通过卡尔曼滤波算法对各传感器信息进行融合。系统状态方程由陀螺仪数据通过四阶龙格-库塔法构建，提高求解的精度；观测方程由加速度计与磁强计数据通过分离式四元数法构建，节省硬件计算时间。以 STM32控制器为核心设计姿态测量系统，实验结果表明，该系统可有效融合各传感器信息，所得俯仰角和橫滚角误差在±1°以内，航向角误差在±2°以内，满足机器人对姿态精度的要求。

关键词：机器人、姿态测量、四元数、卡尔曼滤波、分离式四元素法

所属期刊栏目：37

分类号：TP212(自动化技术及设备)

资助基金：国家863高技术研究发展计划基金项目2013AA013804;国家自然科学基金项目61175072、61163023、51165033;国家973重点基础研究发展计划基金项目2011CB302400;江西省科技支撑计划基金项目20121BBE50023

在线出版日期：2016-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1681-1686