重力/地磁辅助的欧拉角无迹卡尔曼滤波姿态估计

贾瑞才

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重力/地磁辅助的欧拉角无迹卡尔曼滤波姿态估计

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为了克服应用扩展卡尔曼滤波(EKF)的姿态估计算法的线性化误差问题,提出了一种基于重力/地磁辅助的欧拉角无迹卡尔曼滤波(UKF)姿态估计算法来提升低成本微机电系统(MEMS)的姿态测量精度.应用重力与地磁数据抑制了MEMS姿态误差快速发散问题;将欧拉角作为状态,应用四元数完成时间更新过程中的姿态更新,避免了四元数作为状态的规范化问题及欧拉角姿态更新精度低的问题;由于UKF滤波器不存在线性化误差,故其具有更好的稳定性和姿态估计精度.应用实际MEMS数据开展的算法验证实验显示:与EKF姿态估计算法相比,提出的UKF姿态估计算法得到的俯仰与横滚角精度提高了近20％,航向角精度提高了12.1％.结果表明:本文提出算法的精度更高;然而由于UKF算法对状态协方差估计不足,其收敛时间有所增加.

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来源
《光学精密工程》 |2014年第12期|3280-3286|共7页
作者
贾瑞才;
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作者单位

中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北石家庄050081;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类姿态控制系统;算法理论;
关键词
四元数; 姿态估计; 卡尔曼滤波; 微机电系统(MEMS); 重力/地磁;

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