基于卡尔曼滤波和互补滤波的改进型姿态解算方法

摘要：

四元数融合互补滤波通常采用三轴陀螺仪的角速度积分来获取角度,进而利用角度求得四元数,再由四元数解算出姿态角.但三轴陀螺仪由角速度积分得到的角度由于温漂、单次迭代等原因,往往偏差较大,难以消除,这就导致求得的四元数精度不够,最终影响互补滤波解算出的姿态角的精度.针对这个问题,提出采用卡尔曼滤波融合陀螺仪、加速度计的数据进行基于误差协方差最小的迭代估计,并通过对过程噪声和观测噪声的滤波,最终得到姿态角的最优估计,再将这个估计值代入互补滤波中求得四元数,利用该四元数进行误差负增益调节.本工作基于STM32F4搭建实验平台进行验证,结果表明:该改进型姿态解算方法明显地提高了姿态角的精度,具有良好的动态和静态特性.

关键词：最优估计、姿态解算、卡尔曼滤波、互补滤波

所属期刊栏目：40

分类号：TP13(自动化基础理论)

资助基金：山东省重点研发计划项目2017CXGC0607,2017GGX30145

在线出版日期：2019-12-26（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：85-89,98