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飞行器姿态角解算的全角度双欧法 被引量：19
1
作者 李跃军 阎超 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期505-508,共4页
为了实现飞行器超机动飞行情况下姿态角的连续解算,将传统双欧法进行了改进.通过引入判别函数使得数值模拟过程中正反欧拉角能一一对应,克服了欧拉方程的奇异性,消除了传统双欧法须限定俯仰为[-90,°+90°]的限制,从而将正反欧... 为了实现飞行器超机动飞行情况下姿态角的连续解算,将传统双欧法进行了改进.通过引入判别函数使得数值模拟过程中正反欧拉角能一一对应,克服了欧拉方程的奇异性,消除了传统双欧法须限定俯仰为[-90,°+90°]的限制,从而将正反欧拉角取值范围扩展到了全角度,实现了飞行器的任意姿态角连续解算.采用改进的双欧法数值模拟了飞机斤斗飞行动作,时间积分采用了变步长龙格库塔方法,结果表明该方法简单有效,能得到连续的高精度解. 展开更多
关键词 双欧法 全角度 姿态角解算 欧拉角
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采用卡尔曼滤波算法的MEMS器件姿态测量 被引量：20
2
作者 周树道 金永奇 +1 位作者 卫克晶 刘星 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第2期38-42,共5页
针对小型无人机上使用的MEMS惯性传感器在精度、噪声上存在的问题,采用卡尔曼滤波算法结合角度传感器、加速度传感器、磁阻传感器的传感信息,来解算姿态角最优值。采用四元素法确立了捷联矩阵,利用三轴陀螺仪传感器所得到的角速度信息... 针对小型无人机上使用的MEMS惯性传感器在精度、噪声上存在的问题,采用卡尔曼滤波算法结合角度传感器、加速度传感器、磁阻传感器的传感信息,来解算姿态角最优值。采用四元素法确立了捷联矩阵,利用三轴陀螺仪传感器所得到的角速度信息建立系统状态方程,利用三轴加速度传感器和磁阻传感器信息建立了系统测量方程,进而设计了一种卡尔曼滤波器来滤除MEMS传感器存在的随机噪声,并解算出了小型无人机的姿态角。通过实验室静态测试和动态测试表明,无人机姿态角解算结果与实际值对比,误差能够控制在2°以内,可满足工程应用要求。 展开更多
关键词 卡尔曼滤波 姿态角解算 微机电系统传感器 四元素法
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基于Mahony与改进Kalman融合的姿态解算方法 被引量：7
3
作者 刘春 何敏 戴雷 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第9期64-71,共8页
获得精确的载体姿态信息是提高载体导航定位的关键。针对加速运动会产生非重力加速度干扰,而传统滤波算法无法解决其导致的精度下降的问题,提出一种基于Mahony和改进Kalman融合的姿态解算方法。首先采用惯性测量传感器所得数据进行Mahon... 获得精确的载体姿态信息是提高载体导航定位的关键。针对加速运动会产生非重力加速度干扰,而传统滤波算法无法解决其导致的精度下降的问题,提出一种基于Mahony和改进Kalman融合的姿态解算方法。首先采用惯性测量传感器所得数据进行Mahony解算,将其结果作为改进Kalman的量测信息;其次通过陀螺仪解算,将其结果作为改进Kalman的状态信息实现姿态解算。实验结果表明,本文所提出的方法相较于传统方法,解算精度提高一个数量级以上,能有效地抑制漂移误差高频噪声,大幅提升了载体姿态角解算精度,且具有良好的收敛性。 展开更多
关键词 姿态角解算 卡尔曼滤波 Mahony滤波器 数据融合 自适应sage窗口
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多传感器数据融合的四轴飞行器姿态角解算 被引量：2
4
作者 唐震宇 张云 《自动化与信息工程》 2023年第1期33-38,共6页
针对四轴飞行器的姿态角解算方法存在周期长、精度低的问题,提出扩展卡尔曼滤波方法。首先,分析陀螺仪、加速度计、Mahony互补滤波3种姿态角的解算方法;然后,对扩展卡尔曼滤波方法进行公式推导,指出通过迭代可改变卡尔曼增益大小,提高... 针对四轴飞行器的姿态角解算方法存在周期长、精度低的问题,提出扩展卡尔曼滤波方法。首先,分析陀螺仪、加速度计、Mahony互补滤波3种姿态角的解算方法;然后,对扩展卡尔曼滤波方法进行公式推导,指出通过迭代可改变卡尔曼增益大小,提高解算精度;最后,通过实验得出,与Mahony互补滤波相比,扩展卡尔曼滤波更可靠。利用扩展卡尔曼滤波方法进行姿态角解算,可提高四轴飞行器的控制精度和稳定性,满足高精度工作场所的需求,具有一定的实践意义。 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 Mahony互补滤波 四轴飞行器 姿态角解算 数据融合
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基于UD分解的Sage-Husa自适应滤波算法 被引量：3
5
作者 李明 许川佩 李翔 《计算机仿真》 北大核心 2017年第11期285-289,共5页
针对三轴陀螺仪和三轴加速度传感器在姿态角测量中存在误差较大、反应速度较慢的问题,以传统Sage-Husa自适应滤波算法为基础,结合UD分解算法,提出了基于UD分解的Sage-Husa自适应滤波算法。通过将估计滤波方差矩阵P进行UD分解,降低数值... 针对三轴陀螺仪和三轴加速度传感器在姿态角测量中存在误差较大、反应速度较慢的问题,以传统Sage-Husa自适应滤波算法为基础,结合UD分解算法,提出了基于UD分解的Sage-Husa自适应滤波算法。通过将估计滤波方差矩阵P进行UD分解,降低数值计算过程中舍入误差对滤波的影响,保证了系统的正定性。经过Matlab仿真结果表明,在姿态角解算中采用改进的Sage-Husa自适应滤波算法能够较快地解算出高精度姿态角,且误差不会随着时间的累积而发散,保证了姿态角的精度要求。 展开更多
关键词 姿态角解算 分解算法 自适应滤波算法
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基于混合滤波算法的灭火机器人设计 被引量：1
6
作者 董红政 张伟民 陈文清 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2019年第2期253-255,共3页
为使两轮灭火机器人适应各类复杂的火灾环境,融合互补算法和卡尔曼算法对灭火机器人实时采集到的数据进行滤波处理,结合MATLAB软件建立姿态角计算模型,并对算法进行仿真分析,得到了静态试验数据和动态试验数据,并且对灭火机器人躲避障... 为使两轮灭火机器人适应各类复杂的火灾环境,融合互补算法和卡尔曼算法对灭火机器人实时采集到的数据进行滤波处理,结合MATLAB软件建立姿态角计算模型,并对算法进行仿真分析,得到了静态试验数据和动态试验数据,并且对灭火机器人躲避障碍的性能进行了相关测试。研究结果表明,采用融合算法的灭火机器人姿态角能够实现较精确的控制,并较好地躲避障碍物。 展开更多
关键词 灭火机器人 姿态角解算 卡尔曼滤波 互补滤波
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基于自适用扩展卡尔曼滤波算法的无人机姿态估计 被引量：1
7
作者 柏植 许海峰 +1 位作者 郭凯 尹珠 《黑龙江工业学院学报（综合版）》 2021年第9期54-60,共7页
针对无人机在使用扩展卡尔曼滤波(EKF)解算姿态角时,传感器测量噪声不稳定导致解算的姿态角易发散的问题,提出了自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)。该算法建立了四元数运动模型,以加速度计测量值和磁力计解算的偏航角为观测量,并设计基... 针对无人机在使用扩展卡尔曼滤波(EKF)解算姿态角时,传感器测量噪声不稳定导致解算的姿态角易发散的问题,提出了自适应扩展卡尔曼滤波算法(AEKF)。该算法建立了四元数运动模型,以加速度计测量值和磁力计解算的偏航角为观测量,并设计基于新息的自适应算法,实时在线修正观测噪声矩阵。仿真结果表明,AEKF算法在环境噪声变化时,能够更准确的解算出姿态角,有效抑制了姿态角的发散,鲁棒性能更好,提高了解算的精度。 展开更多
关键词 无人机 姿态角解算 扩展卡尔曼滤波 新息
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基于EKF的地磁/陀螺信息融合姿态测量算法研究 被引量：3
8
作者 张晓明 陈雷 +2 位作者 张莺莺 檀杰 朱孟龙 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第5期10-16,共7页
针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方... 针对智能弹药机动飞行中仅利用地磁信息制导时无法实现全姿态角解算的问题,提出一种采用三轴陀螺仪角速率信息辅助三轴磁传感器信息进行弹体姿态角解算的 EKF 融合算法。算法利用磁传感器测量模型和四元数微分方程建立观测方程和状态方程,并分别对非线性的系统进行线性化得到卡尔曼滤波方程。通过在高速飞行仿真转台上进行半物理仿真试验,最终全姿态角的解算实现对地磁/陀螺信息的融合。经过对仿真信号的处理,在弹体俯仰角±30°变化的情况下,该 EKF 融合算法解算滚转角和俯仰角比传统单纯依靠地磁信息进行滚转角和俯仰角解算的精度提高近一个数量级,并且解算偏航角误差在 1°以内。 展开更多
关键词 四元数 全姿态角解算 地磁/陀螺信息融合 EKF
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基于DSP/FPGA的高速旋转体姿态角及转速的解算系统设计 被引量：2
9
作者 沈怀营 吴伯农 王帅辉 《山西电子技术》 2016年第3期41-43,共3页
传统的陀螺仪动态范围小、精度低、抗冲击能力差,很难达到惯性导航的目的。因此,设计了一种基于线性加速度计(ADXL193)及磁阻传感器(HMC1043)为惯性测量单元的转速及姿态角解算系统。该系统运用FPGA协处理器控制ADC芯片完成12路模拟信... 传统的陀螺仪动态范围小、精度低、抗冲击能力差,很难达到惯性导航的目的。因此,设计了一种基于线性加速度计(ADXL193)及磁阻传感器(HMC1043)为惯性测量单元的转速及姿态角解算系统。该系统运用FPGA协处理器控制ADC芯片完成12路模拟信号的同步转换,并将转换后的数据缓存;最终由DSP芯片TMS320C6713主处理器完成姿态角及转速的实时解算。 展开更多
关键词 惯性导航 转速及姿态角解算 ADXL193 TMS320C6713
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