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基于农机具运动约束辅助的MEMS-IMU姿态测量
1
作者
崔冰波
韩逸
+3 位作者
冯诗雨
张之杰
朱永云
陈建锋
《西南大学学报(自然科学版)》
2025年第9期1-10,共10页
微机电系统(MEMS)惯性器件在农机导航与机具作业控制中应用广泛,为抑制农机作业机组连续振动对机具姿态测量的干扰,提出一种运动约束辅助的级联卡尔曼滤波(CaKF)补偿农机具姿态估计中的外部加速度。首先,构建惯性测量单元(IMU)姿态估计...
微机电系统(MEMS)惯性器件在农机导航与机具作业控制中应用广泛,为抑制农机作业机组连续振动对机具姿态测量的干扰,提出一种运动约束辅助的级联卡尔曼滤波(CaKF)补偿农机具姿态估计中的外部加速度。首先,构建惯性测量单元(IMU)姿态估计滤波模型,并推导农机具姿态的运动约束量测模型;其次,采用滤波新息在线更新量测噪声方差并构造级联滤波模型,实现三轴加速度计外部加速度干扰解耦与误差抑制。基于三轴转台和拖拉机犁耕试验对CaKF姿态估计进行验证,转台试验表明其横滚角均方根误差(RMSE)较现有抗干扰滤波(RKF)改善了20.8%;田间试验表明CaKF俯仰角RMSE由卡尔曼滤波(KF)的0.59°降至0.40°,并在抑制农机具处于长时间的外部加速度扰动中效果更好。
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关键词
犁具姿态估计
卡尔曼滤波
外部加速度补偿
惯性测量单元
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职称材料
题名
基于农机具运动约束辅助的MEMS-IMU姿态测量
1
作者
崔冰波
韩逸
冯诗雨
张之杰
朱永云
陈建锋
机构
江苏大学农业工程学院
出处
《西南大学学报(自然科学版)》
2025年第9期1-10,共10页
基金
国家自然科学基金项目(32271999)
江苏省重点研发计划项目(BE2021313)
江苏省高等学校自然科学研究项目(24KJA470001)。
文摘
微机电系统(MEMS)惯性器件在农机导航与机具作业控制中应用广泛,为抑制农机作业机组连续振动对机具姿态测量的干扰,提出一种运动约束辅助的级联卡尔曼滤波(CaKF)补偿农机具姿态估计中的外部加速度。首先,构建惯性测量单元(IMU)姿态估计滤波模型,并推导农机具姿态的运动约束量测模型;其次,采用滤波新息在线更新量测噪声方差并构造级联滤波模型,实现三轴加速度计外部加速度干扰解耦与误差抑制。基于三轴转台和拖拉机犁耕试验对CaKF姿态估计进行验证,转台试验表明其横滚角均方根误差(RMSE)较现有抗干扰滤波(RKF)改善了20.8%;田间试验表明CaKF俯仰角RMSE由卡尔曼滤波(KF)的0.59°降至0.40°,并在抑制农机具处于长时间的外部加速度扰动中效果更好。
关键词
犁具姿态估计
卡尔曼滤波
外部加速度补偿
惯性测量单元
Keywords
plough attitude estimation
Kalman filter
external acceleration compensation
inertial measurement unit
分类号
TP391.8 [自动化与计算机技术]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
基于农机具运动约束辅助的MEMS-IMU姿态测量
崔冰波
韩逸
冯诗雨
张之杰
朱永云
陈建锋
《西南大学学报(自然科学版)》
2025
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