基于四元数衍生无迹卡尔曼滤波的二段式多旋翼无人机姿态估计算法

摘要：

对传统多旋翼无人机姿态估计算法难以兼顾高精度、强实时性以及抗干扰能力差的问题,首先基于一种计算量较小的衍生无迹卡尔曼滤波算法,在量测更新中,将加速度数据和磁力计数据分为两个阶段进行姿态四元数校正处理,然后从旋转四元数的本质出发,推测出四元数各元素分别包含着不同的姿态角信息,最后将校正四元数分别乘上为降低校正过程中的相互干扰所设计的系数,提出一种基于四元数衍生无迹卡尔曼滤波的二段式多旋翼无人机姿态估计算法.通过使用PIXHAWK飞控数据,与传统姿态估计算法进行仿真实验对比,实验表明,本文提出算法与传统使用扩展卡尔曼滤波(EKF)或无迹卡尔曼滤波(UKF)的姿态估计算法相比,在实时性、解算精度和抗干扰能力方面有较大提升.

关键词：多旋翼无人机、四元数、无迹卡尔曼滤波、姿态估计

所属期刊栏目：37

资助基金：国家自然科学基金项目;陕西省教育厅服务地方专项计划项目

在线出版日期：2020-07-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：365-373