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模糊互补滤波的AGV视觉惯性里程计 被引量:1
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作者 刘艳 王卓 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第30期13048-13054,共7页
为提高自动导引车(automated guided vehicle,AGV)在复杂视觉环境下的定位性能、降低硬件成本,提出了一种基于AprilTag和模糊互补滤波的视觉惯性里程计(visual-Inertial Odometry,VIO)。采用扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,E... 为提高自动导引车(automated guided vehicle,AGV)在复杂视觉环境下的定位性能、降低硬件成本,提出了一种基于AprilTag和模糊互补滤波的视觉惯性里程计(visual-Inertial Odometry,VIO)。采用扩展卡尔曼滤波器(extended Kalman filter,EKF)融合陀螺仪、磁力计和编码器测量数据,计算航向角用于航位推算。通过对相机AprilTag识别距离和运动速度进行模糊推算获取标识权重,加权计算AprilTag进行视觉定位,减小多标识视觉定位误差。通过标识权重均值计算互补融合系数,将视觉定位和航位推算结果互补融合,提高VIO定位精度。实验结果表明,所提出的VIO在小型AGV的定位精度达到了41.84 mm,比惯性里程计和传统卡尔曼滤波的AprilTag-VIO分别提高了52.20%和20.75%。 展开更多
关键词 自动导引车 视觉惯性里程计 AprilTag 模糊算法 卡尔曼滤波 互补滤波
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基于PSO级联互补滤波的姿态解算方法研究
2
作者 李园园 朱书慧 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第8期25-29,共5页
为了提高无人机(UAV)姿态解算的精度和稳定性,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的级联互补滤波(CCF)的姿态解算方法——PCCF。该方法设计了一种新颖的非线性互补滤波器和线性滤波器级联的滤波结构,前者用于校正陀螺仪零偏,后者用于估计姿... 为了提高无人机(UAV)姿态解算的精度和稳定性,提出了一种基于粒子群优化(PSO)的级联互补滤波(CCF)的姿态解算方法——PCCF。该方法设计了一种新颖的非线性互补滤波器和线性滤波器级联的滤波结构,前者用于校正陀螺仪零偏,后者用于估计姿态角。采用PSO算法自适应地计算级联互补滤波结构的增益参数,避免人工调节或者基于经验的方法容易陷入局部最优解的问题。实验结果表明,相对于传统滤波方法,本文所提出的姿态解算方法能够获得更为精确、可靠的姿态信息,静态时姿态估计误差小于0.1°,动态时姿态估计误差范围为±1°,满足无人机精准导航和稳定飞行对姿态解算的要求。 展开更多
关键词 级联互补滤波 粒子群优化算法 姿态解算 无人机 惯性测量单元
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基于决策树的自适应互补滤波姿态解算
3
作者 李瑞 王伟 +1 位作者 唐龙鑫 李洁 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1538-1545,共8页
为解决惯性传感器在磁场干扰和大加速度干扰坏境下姿态解算精度下降的问题,提出一种基于决策树自适应的互补滤波姿态解算方法。针对陀螺仪特性,对其进行零偏补偿处理。将处理后的角速度数据与加速度数据构成静态检测单元,实现了静态情... 为解决惯性传感器在磁场干扰和大加速度干扰坏境下姿态解算精度下降的问题,提出一种基于决策树自适应的互补滤波姿态解算方法。针对陀螺仪特性,对其进行零偏补偿处理。将处理后的角速度数据与加速度数据构成静态检测单元,实现了静态情况和动态情况的准确分类。在动态情况下,由加速度数据和磁场数据组成的决策树通过分析外界干扰程度来自主调节系统误差增益,进而达到抗干扰目的,有效提高姿态解算精度。实验结果表明:静态情况下姿态解算不受磁场干扰,动态情况下能够有效避免磁场和大加速度干扰。 展开更多
关键词 决策树 大加速度干扰 磁场干扰 姿态解算 互补滤波算法
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基于重力场自适应互补滤波的无人直升机水平姿态估计方法 被引量:24
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作者 史智宁 韩波 +1 位作者 徐玉 李平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期993-996,共4页
无人直升机姿态平衡仪能自主识别飞机水平姿态并自动进行姿态增稳,可大大降低无人直升机手动遥控的难度。针对姿态平衡仪的低成本要求和应用环境高机动性特点,提出了一种基于重力场自适应互补滤波的水平姿态估计方法。该方法用陀螺仪和... 无人直升机姿态平衡仪能自主识别飞机水平姿态并自动进行姿态增稳,可大大降低无人直升机手动遥控的难度。针对姿态平衡仪的低成本要求和应用环境高机动性特点,提出了一种基于重力场自适应互补滤波的水平姿态估计方法。该方法用陀螺仪和加速度计输出进行互补滤波来估计可解算水平姿态的重力场,并自适应调整滤波器增益以减小运动加速度对重力测量的影响。实验证明,该方法测量精度高,易于单片机实现,可以满足姿态平衡仪的应用要求。 展开更多
关键词 平衡仪 姿态估计 互补滤波 自适应滤波
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基于共轭梯度法和互补滤波相结合的姿态解算算法 被引量:43
5
作者 孙金秋 游有鹏 傅忠云 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期524-528,共5页
为了提高姿态解算精度,提出了一种基于共轭梯度和互补滤波相结合的多传感器数据融合策略。系统采用四元数方法进行姿态解算。利用加速度计和磁强计的输出数据,通过共轭梯度方法对姿态四元数进行寻优估计,再将其和利用陀螺仪输出数据更... 为了提高姿态解算精度,提出了一种基于共轭梯度和互补滤波相结合的多传感器数据融合策略。系统采用四元数方法进行姿态解算。利用加速度计和磁强计的输出数据,通过共轭梯度方法对姿态四元数进行寻优估计,再将其和利用陀螺仪输出数据更新的四元数进行互补滤波,解算出姿态角。实验测试表明,这种融合策略使姿态检测系统静态性能和和动态性能均有所提高,尤其在姿态剧烈变化时,其性能明显优于卡尔曼滤波和梯度下降法。 展开更多
关键词 传感器 姿态估计 共轭梯度法 互补滤波 四元数
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基于互补滤波器的MEMS/GPS/地磁组合导航系统 被引量:29
6
作者 张勇刚 张云浩 李宁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期2272-2279,共8页
针对低成本、高性能、高可靠性导航系统的迫切需求,设计并实现了一种基于互补滤波器的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)/全球定位系统(global positioning system,GPS)/地磁组合导航系统。通过精确地器件标定,提高了M... 针对低成本、高性能、高可靠性导航系统的迫切需求,设计并实现了一种基于互补滤波器的微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)/全球定位系统(global positioning system,GPS)/地磁组合导航系统。通过精确地器件标定,提高了MEMS陀螺仪、加速度计输出数据的准确性;根据MEMS惯性导航系统解算的姿态角、速度、位置结果,结合GPS及地磁的输出,设计了组合导航系统;依据载体的运动状态,设计了自适应调整截止频率的互补滤波器数据融合方法,实现了组合导航系统的定姿定位;最后,对组合导航系统进行静态、动态测试试验,实际测试结果表明,组合导航系统能够达到较高的导航精度。 展开更多
关键词 微机电系统 组合导航 标定 互补滤波
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EKF和互补滤波器在飞行姿态确定中的应用 被引量:45
7
作者 郭晓鸿 杨忠 +2 位作者 陈喆 杨成顺 龚华军 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第11期149-152,共4页
设计了一种旋翼飞行姿态参考系统,采用基于加速度计和陀螺仪的惯性测量组合(IMU)测量飞行姿态数据。采集实测数据并运用Allan方差分析法分析其噪声特性,建立传感器模型;针对旋翼飞行器分别应用经典扩展Kalman滤波(EKF)算法和互补滤波算... 设计了一种旋翼飞行姿态参考系统,采用基于加速度计和陀螺仪的惯性测量组合(IMU)测量飞行姿态数据。采集实测数据并运用Allan方差分析法分析其噪声特性,建立传感器模型;针对旋翼飞行器分别应用经典扩展Kalman滤波(EKF)算法和互补滤波算法进行姿态解算。在详细阐述2种算法的原理与实现的基础上,进行飞行器平台实验验证。研究结果表明2种算法均有效,且互补滤波器相对经典Kal-man滤波器更为简单、有效。 展开更多
关键词 姿态测量 扩展KALMAN滤波 互补滤波 ALLAN方差
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一种融合互补滤波和卡尔曼滤波高精度姿态测量算法 被引量:20
8
作者 李杰 杨雁宇 +4 位作者 冯凯强 李小燕 郑涛 杜思远 许廷金 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期51-55,86,共6页
针对在4级海况下船体大幅度晃动,甚至丢失GPS信号的复杂环境,常规算法会导致姿态测量精度急剧下降的情形,为‘动中通’中的航姿系统设计了一套姿态融合算法。在GPS有效时,卡尔曼滤波的观测量引入双天线GPS输出的航向角,解决航向角观测... 针对在4级海况下船体大幅度晃动,甚至丢失GPS信号的复杂环境,常规算法会导致姿态测量精度急剧下降的情形,为‘动中通’中的航姿系统设计了一套姿态融合算法。在GPS有效时,卡尔曼滤波的观测量引入双天线GPS输出的航向角,解决航向角观测性弱和估计不准的问题,同时引入互补滤波得到的陀螺修正量,提高了水平姿态角的可观性,融合两种算法提高了解算精度。在GPS无效时,通过互补滤波,抑制陀螺漂移,输出高精度水平姿态角,配合天线所接收信号的强度使‘动中通’正常工作。为验证算法的有效性,进行了动态实验,实验结果表明:该算法在GPS有效的情况下能保证俯仰滚动角(RMSE标准)精度在0.2°以内,航向角精度在0.5°以内,在GPS无效情况下也可使俯仰和滚动角精度长时间维持在0.3°以内,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 动中通 姿态测量 卡尔曼滤波 互补滤波
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互补滤波和卡尔曼滤波的融合姿态解算方法 被引量:49
9
作者 张栋 焦嵩鸣 刘延泉 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第3期62-65,69,共5页
针对捷联惯性测量单元(IMU)噪声大、精度低的缺点和常规的姿态解算算法精度不高等问题,提出了一种互补滤波和卡尔曼滤波相结合的融合算法。该算法基于姿态角微分方程建立系统的状态方程模型,利用互补滤波后的姿态角作为系统的观测量,再... 针对捷联惯性测量单元(IMU)噪声大、精度低的缺点和常规的姿态解算算法精度不高等问题,提出了一种互补滤波和卡尔曼滤波相结合的融合算法。该算法基于姿态角微分方程建立系统的状态方程模型,利用互补滤波后的姿态角作为系统的观测量,再应用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法融合了陀螺仪、加速度计和电子罗盘的测量数据。为验证该算法有效性,用带有传感器的开发板依次进行静态和动态测试,实验结果表明:结合了互补滤波和卡尔曼滤波的融合算法,在静态时能够抑制姿态角漂移和滤出噪声,在动态时能够快速跟踪姿态的变化,提高了姿态角的解算精度。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 互补滤波 姿态估计 数据融合 惯性测量单元
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一种自适应互补滤波姿态估计算法 被引量:38
10
作者 王立 章政 孙平 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第5期881-886,共6页
针对微型四旋翼飞行器捷联惯性导航姿态解算中低成本MEMS器件易发散导致姿态漂移问题,基于四元数姿态更新算法,提出了一种自适应互补滤波姿态估计算法,该算法利用MEMS器件中的加速度计补偿陀螺仪偏差引起的姿态漂移误差,并根据陀螺仪频... 针对微型四旋翼飞行器捷联惯性导航姿态解算中低成本MEMS器件易发散导致姿态漂移问题,基于四元数姿态更新算法,提出了一种自适应互补滤波姿态估计算法,该算法利用MEMS器件中的加速度计补偿陀螺仪偏差引起的姿态漂移误差,并根据陀螺仪频率响应的截止角速度分段调整补偿系数。最后,基于ARM Cortex-M3内核设计了微型四旋翼飞行器,实验结果表明,该自适应互补滤波算法能有效、实时地跟踪四旋翼飞行器的三维姿态,提高姿态解算的测量精度,实现了飞行器的自主悬停。 展开更多
关键词 自适应互补滤波 四旋翼飞行器 姿态解算 四元数
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基于互补滤波的动中通天线姿态估计 被引量:17
11
作者 沈晓卫 姚敏立 赵鹏 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第2期194-197,共4页
为了满足低动态下天线稳定的要求,构建了一个基于微机械陀螺、加速度计和磁强计组合的动中通低成本姿态测量系统。该系统利用加速度计重力场分量估计的倾角和磁强计地磁场分量估计的航向角作为辅助信息,校正陀螺漂移误差。根据陀螺与辅... 为了满足低动态下天线稳定的要求,构建了一个基于微机械陀螺、加速度计和磁强计组合的动中通低成本姿态测量系统。该系统利用加速度计重力场分量估计的倾角和磁强计地磁场分量估计的航向角作为辅助信息,校正陀螺漂移误差。根据陀螺与辅助传感器的互补特性,设计一个多轴互补滤波器,利用陀螺的高频分量和辅助信息的低频分量估计姿态角。根据载体机动状态调整控制器参数,使滤波器能自适应选择交接频率,减小机动加速度对姿态估计的影响。实验结果表明,互补滤波能有效地估计出姿态,系统的动态估计精度在±2°内。 展开更多
关键词 动中通 姿态估计 互补滤波 机动加速度
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基于互补滤波器的四旋翼飞行器姿态解算 被引量:103
12
作者 梁延德 程敏 +1 位作者 何福本 李航 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第11期56-58,61,共4页
针对小型四旋翼飞行器姿态解算这一基本问题,详细分析了姿态解算的过程,提出了其中的难点问题。应用低成本捷联惯性测量单元,设计了一种基于互补滤波器算法的姿态求解器。经过实验验证表明:与目前常用的卡尔曼滤波算法相比,采用互补滤... 针对小型四旋翼飞行器姿态解算这一基本问题,详细分析了姿态解算的过程,提出了其中的难点问题。应用低成本捷联惯性测量单元,设计了一种基于互补滤波器算法的姿态求解器。经过实验验证表明:与目前常用的卡尔曼滤波算法相比,采用互补滤波器算法的求解器能显著降低对处理器速度和精度的要求,有效融合了捷联惯性测量单元的传感器数据,实现了小型四旋翼飞行器的高精度姿态解算。 展开更多
关键词 姿态解算 四旋翼飞行器 惯性测量单元 互补滤波
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小型无人飞行器机动过程中航姿互补滤波算法研究 被引量:14
13
作者 王勇军 李智 李翔 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第7期141-150,共10页
磁惯导系统(MINS)广泛应用于小型无人飞行器的导航控制,能对加速度计、磁强计和陀螺仪等传感器的数据进行融合,得到航向与姿态信息,也被称为航姿参考系统(AHRS)。在频域实现数据融合的互补滤波算法是AHRS中的一种可靠姿态估计方法,具有... 磁惯导系统(MINS)广泛应用于小型无人飞行器的导航控制,能对加速度计、磁强计和陀螺仪等传感器的数据进行融合,得到航向与姿态信息,也被称为航姿参考系统(AHRS)。在频域实现数据融合的互补滤波算法是AHRS中的一种可靠姿态估计方法,具有简捷高效的优点。将基于不同传递函数及各种航姿表示形式的姿态互补滤波归纳为统一的广义互补滤波算法(GCF),分析该类算法中的乘性姿态误差,并引入运动加速度补偿方法,可以改善载体机动状态下的姿态精度。数值仿真及实验结果显示,GCF的滤波效果与无人机常用的卡尔曼滤波算法相当,而处理时间仅为后者的1/20,且GCF具有良好的数值稳定性,配合运动加速度补偿算法可有效消除线加速度对航姿测量的不利影响,尤其适合低成本、小型无人机应用场合。 展开更多
关键词 磁惯导系统 航姿参考系统 广义互补滤波 乘性姿态误差 运动加速度 航姿测量
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基于四元数互补滤波的无人机姿态解算 被引量:32
14
作者 吕印新 肖前贵 胡寿松 《燕山大学学报》 CAS 2014年第2期175-180,共6页
针对无人机低成本姿态解算这一基本问题,考虑到传统姿态算法运算量大、不易调试,采用微惯性单元(MEMS)测量无人机原始姿态数据,采用基于四元数的互补滤波算法,有效降低姿态解算的运算量,实现MEMS各传感器的信息融合。从理论上证明了基... 针对无人机低成本姿态解算这一基本问题,考虑到传统姿态算法运算量大、不易调试,采用微惯性单元(MEMS)测量无人机原始姿态数据,采用基于四元数的互补滤波算法,有效降低姿态解算的运算量,实现MEMS各传感器的信息融合。从理论上证明了基于四元数的互补滤波器的稳定性,分析了滤波器的性能。采用无人机真实数据验证了算法的有效性,解算得到的俯仰角、滚转角精度小于1°,航向角精度小于2°。与传统姿态算法比较,本算法简单有效、运算量小、易于调试。 展开更多
关键词 姿态 四元数 互补滤波 稳定性分析
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基于四元数改进型互补滤波的MEMS姿态解算 被引量:78
15
作者 陈孟元 谢义建 陈跃东 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第9期1391-1397,共7页
针对四旋翼飞行器的姿态解算问题,设计了由STM32、陀螺仪、加速度计等组成的姿态测量单元,采用四元数法对姿态角进行描述,详细分析了姿态解算的过程,建立了系统及传感器模型,并在互补滤波算法的基础上,构造了一种改进型互补滤波器来完... 针对四旋翼飞行器的姿态解算问题,设计了由STM32、陀螺仪、加速度计等组成的姿态测量单元,采用四元数法对姿态角进行描述,详细分析了姿态解算的过程,建立了系统及传感器模型,并在互补滤波算法的基础上,构造了一种改进型互补滤波器来完成姿态解算。实验测试表明,与传统的卡尔曼滤波算法和互补滤波算法比较,改进型互补滤波算法的数据平滑能力更强,收敛速度更快,有效地实现了飞行器姿态数据的融合,提高飞行器的姿态估计精度,满足了小型四旋翼飞行器姿态控制的要求,增强了系统的鲁棒性与稳定性。同时通过实际飞行实验,验证了算法的可行性。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 互补滤波 四元数 卡尔曼滤波 姿态解算
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基于递推最小二乘与互补滤波的姿态估计 被引量:22
16
作者 陈光武 李少远 +2 位作者 李文元 王迪 张琳婧 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1096-1103,共8页
针对基于微机电系统( MEMS)的惯性导航系统中陀螺噪声较大导致姿态漂移的问题,本文基于递推最小二乘(RLS)与互补滤波器提出一种提高姿态估计精度的方法.该方法从陀螺去噪算法和姿态解算原理两个方面提高姿态估计精度:在陀螺去噪方面,为... 针对基于微机电系统( MEMS)的惯性导航系统中陀螺噪声较大导致姿态漂移的问题,本文基于递推最小二乘(RLS)与互补滤波器提出一种提高姿态估计精度的方法.该方法从陀螺去噪算法和姿态解算原理两个方面提高姿态估计精度:在陀螺去噪方面,为克服传统递推最小二乘的不足,提出一种随机加权的递推最小二乘法,利用随机加权实现对偏差的估计;在姿态解算方面,在传统互补滤波器的基础上通过自适应调整比例-积分(PI)参数来调整滤波器的交接频率,最终得到陀螺积分值的高通滤波和加速度计的低通滤波的叠加.转台静态和动态实验结果表明,使用本文所提方法后,有效降低了陀螺噪声,姿态估计精度明显提升. 展开更多
关键词 微机电系统 惯性导航 递推最小二乘法 互补滤波
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基于互补滤波的惯导系统水平阻尼网络设计 被引量:5
17
作者 何虔恩 高钟毓 +1 位作者 吴秋平 付文清 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期157-161,共5页
Schuler振荡阻尼技术是提高惯导长期工作精度的关键技术之一。针对采用低阶阻尼网络的惯导系统抑制高频和低频参考速度误差难以兼顾的问题,基于互补滤波思想,提出一种高阶水平阻尼网络设计方法。将两个采用低阶网络、分别具有优良高频... Schuler振荡阻尼技术是提高惯导长期工作精度的关键技术之一。针对采用低阶阻尼网络的惯导系统抑制高频和低频参考速度误差难以兼顾的问题,基于互补滤波思想,提出一种高阶水平阻尼网络设计方法。将两个采用低阶网络、分别具有优良高频和低频特性的Schuler回路通过一对互补滤波器进行组合,形成双Schuler回路组合系统。它等效于采用某高阶网络的单Schuler回路,该回路对高频和低频参考速度误差的衰减率可同时达到40 dB/10 deg或更高。计算机仿真和海上试验结果均表明:采用所设计高阶网络的系统对参考速度误差兼有优良的高频和低频滤波特性,综合滤波性能优于采用低阶阻尼网络的系统,具有工程应用价值。 展开更多
关键词 互补滤波 水平阻尼 Schuler振荡 惯性导航系统
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改进互补滤波在六旋翼飞行器中的应用 被引量:10
18
作者 许晶晶 郭培源 +1 位作者 董小栋 徐盼 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第1期157-160,共4页
针对目前大多数消费级六旋翼飞行器捷联惯性导航姿态解算中,低成本微机电系统(MEMS)器件易发散而导致的姿态漂移问题,提出了一种基于改进一阶互补滤波的姿态解算算法,利用MEMS传感器中加速度计补偿陀螺仪偏差引起的姿态漂移误差,并针对... 针对目前大多数消费级六旋翼飞行器捷联惯性导航姿态解算中,低成本微机电系统(MEMS)器件易发散而导致的姿态漂移问题,提出了一种基于改进一阶互补滤波的姿态解算算法,利用MEMS传感器中加速度计补偿陀螺仪偏差引起的姿态漂移误差,并针对非匀速运动引起的较大误差引入了比例—积分(PI)控制器,用修正后结果代替互补滤波的加速度计输入,从而提高非匀速运动下姿态解算的精度。基于嵌入式处理器STM32,以MPU6050为姿态测量单元的六旋翼飞行器实验平台实验表明:算法计算量小、估计精度高、实时性好,易于在低成本飞行器控制系统中实现。 展开更多
关键词 互补滤波 比例—积分控制器 姿态解算 六旋翼飞行器
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MIMU/偏振光互补滤波组合导航算法研究 被引量:5
19
作者 金仁成 陈文 +1 位作者 孙会生 孙加亮 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2016年第3期276-282,共7页
针对偏振光导航中存在的输出角度模糊性和三维状态下航向角计算问题,提出利用互补滤波对MEMS惯性测量单元(MIMU)和偏振光传感器进行信息融合的姿态更新算法。该算法利用偏振光传感器测量模型构造太阳位置的估计矢量和实测矢量,通过PI(pr... 针对偏振光导航中存在的输出角度模糊性和三维状态下航向角计算问题,提出利用互补滤波对MEMS惯性测量单元(MIMU)和偏振光传感器进行信息融合的姿态更新算法。该算法利用偏振光传感器测量模型构造太阳位置的估计矢量和实测矢量,通过PI(proportional-integral)补偿策略实现3轴陀螺仪偏差的最优估计和补偿。通过对比纯惯导系统INS、单偏振光导航系统、MIMU/地磁和MIMU/偏振光4种导航系统的输出姿态角,表明该算法能够有效滤除惯导系统的低频噪声和偏振光传感器测量值中的高频噪声,并且能够获取无人机360°范围内的航向角估计量,为偏振光组合导航提供了一种行之有效的解决方法。 展开更多
关键词 偏振光导航 角度模糊性 三维运动 互补滤波算法
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多传感器互补滤波器数据融合算法设计 被引量:7
20
作者 马龙 代超璠 +3 位作者 周航 裴昕 黄超 苏志刚 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第10期3080-3086,共7页
针对多传感器姿态测量系统小型化、高精度和低成本的要求,设计三传感器互补滤波器数据融合算法,实现载体姿态解算。在传感器级别利用MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、电子罗盘分别对载体的姿态信息进行结算,得到多传感器解算数据;在频域上进... 针对多传感器姿态测量系统小型化、高精度和低成本的要求,设计三传感器互补滤波器数据融合算法,实现载体姿态解算。在传感器级别利用MEMS陀螺仪、MEMS加速度计、电子罗盘分别对载体的姿态信息进行结算,得到多传感器解算数据;在频域上进行噪声分析,进一步验证各传感器噪声的频率互补性,分别设计三传感器组成的俯仰角和横滚角互补滤波器以及双传感器组成的航向角互补滤波器;构建一套基于FPGA的多传感器姿态测量系统并进行互补滤波器的实验验证。实验结果表明,相比于姿态航向参考系统(AHRS)的测量值,横滚角以及俯仰角精度在±0.37°以内,航向角精度在±0.8°以内,验证了该系统具有较高精度的输出。 展开更多
关键词 姿态测量 现场可编程门阵列 互补滤波 微机电系统 数据融合
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