基于分解四元数的自适应姿态四元数卡尔曼滤波

摘要：

基于Clifford代数的四元数卡尔曼滤波在融合陀螺/加表/磁强计以估计姿态时,由于四元数各参数与欧拉角不是一一对应关系,无法独立估计各个欧拉角.这样即使重力观测量是可信的,受到干扰的磁场观测量也会影响整个估计结果.为了消除磁场观测量对四元数中横滚角和俯仰角分量的影响,对四元数进行分解,以重新组合重力/磁场观测量.同时,为了减少载体附近磁场和线性加速度干扰对姿态估计的影响,构造了观测噪声自适应算法和观测量自适应干扰补偿.消费级微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)传感器的实验结果表明,对比四元数卡尔曼滤波的原型,改进后的抗干扰能力明显提升.但由于自适应过程引入了两个经验参数,这使得其工作范围和抗干扰能力有待考验.

关键词：卡尔曼滤波、四元数、自适应算法、姿态估计、惯性传感器、磁强计

所属期刊栏目：35

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点基础研究发展计划项目2013CB733205;武汉市科学技术局:应用基础研究计划项目2015011701011639资助.Supported by the National Basic Research Program of China2013CB733205;the Basic Applications Research Program of Wuhan Science and Technology Bureau2015011701011639

在线出版日期：2018-05-30（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：367-374