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一种微惯性与磁组合测量单元的姿态解算方法

论文摘要

目前无人机、机器人、人体动作捕捉等多个领域都需要全姿态测量方法支持,采用微惯性与磁传感器组合测量姿态是成本低、性能好、普遍使用的一种方案。针对磁力计易受外界铁磁干扰问题,提出一种基于旋转四元数、两级更新的姿态解算方法:第1级根据建立的陀螺仪、加速度计量测模型构建损失函数,采用梯度下降法对载体俯仰角和横滚角进行更新;第2级根据建立的磁力计量测模型,采用梯度下降法对载体偏航角进行更新。利用后验估计四元数计算铁磁干扰估计量,并将其作为下一时刻的先验铁磁干扰。实验结果表明,该算法可以有效校正角速率积分带来的累积误差,提高姿态解算精度,并具有一定抗铁磁干扰能力,增强了微惯性与磁组合测量单元姿态解算方法的环境适应性。

论文目录

  • 0 引言
  • 1 传感器建模
  •   1.1 坐标系建立
  •   1.2 姿态表示与测定
  •     1.2.1 四元数姿态更新
  •     1.2.2 欧拉角
  •   1.3 传感器模型
  • 2 数据融合算法设计
  •   2.1 第1级姿态更新
  •   2.2 第2级姿态更新
  •   2.3 整体更新
  • 3 实验验证
  •   3.1 解算误差表示
  •   3.2 仿真实验
  •   3.3 实测实验
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 严丹,邓志红,张雁鹏

    关键词: 微惯性与磁组合测量单元,姿态解算,两级姿态更新,梯度下降法,铁磁干扰补偿

    来源: 兵工学报 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 航空航天科学与工程,计算机软件及计算机应用

    单位: 北京理工大学自动化学院,中国广核集团苏州热工研究院

    基金: 国家自然科学基金项目(61673067)

    分类号: TP301.6;V279

    页码: 2447-2456

    总页数: 10

    文件大小: 372K

    下载量: 167

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/5d36f37edba5fa5053d1a4d9.html