基于卡尔曼滤波的两轮平衡姿态检测系统设计

摘要：

针对传统两轮平衡检测系统易受噪声等环境因素影响,导致测量产生误差的现象,提出基于卡尔曼滤波的两轮平衡系统设计;选择SCA610-CA1H1G型号姿态传感器,以MEMS技术为基础设计姿态传感器结构,具备可选择的多种数据输出模式;选取36 V电源将3个12 V 12 AH的铅酸电池利用串联在一起,为系统提供充足电源;设计主控芯片Pentium Ⅱ/Ⅲ/4系列CPU,将它的状态信息描述和对外输出;设计基于卡尔曼滤波的去噪流程,构建误差修正模型,通过四元数转旋转矩阵转移到当前设备坐标系上处理,由此获取姿态矩阵从本体坐标系旋转到另一个坐标系的过程,对测量数值进行归一化处理,可得到无量纲标量;使用定时采样三阶逼近法,更新四元数,完成姿态检测;由实验结果可知,无论是在0?15 dB噪声环境,还是15?30 dB噪声环境下,系统监测精准度最高为92％,为汽车、航天领域提供设备支持.

关键词：卡尔兹曼滤波、两轮平衡、姿态检测、传感器

所属期刊栏目：28

分类号：TP24(自动化技术及设备)

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共4页

页码：53-56