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基于Mahony与改进Kalman融合的姿态解算方法 被引量：7
1
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
2
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K近邻和动态时间规整算法的盲人物联网手杖系统 被引量：3
3
作者 夏伦腾 张莉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第8期2441-2448,共8页
针对盲人出行时的安全和监护问题,提出了一种基于机器学习算法的盲人物联网手杖系统的设计,该系统具有避障、定位、报警和通信等多种功能。首先,该系统具有红外线避障和超声波测距避障的基本功能,可以用于盲人日常出行对路况障碍物的检... 针对盲人出行时的安全和监护问题,提出了一种基于机器学习算法的盲人物联网手杖系统的设计,该系统具有避障、定位、报警和通信等多种功能。首先,该系统具有红外线避障和超声波测距避障的基本功能,可以用于盲人日常出行对路况障碍物的检测,并且实时利用语音和电机震动给予提醒;其次,该系统还具有远程通信求助功能,可以向指定号码发送求助短信及电话;同时,系统还加入了全球定位系统(GPS)、加速度计陀螺仪姿态角度解算功能和以K近邻(KNN)和动态时间规整(DTW)算法为基础的异常姿态报警功能,它能将各类信息数据传输至云端服务器存储;最后,采用微信小程序代替原生APP作为监护操作界面,并提供一键报警、天气查询、盲人安全资讯等功能。测试实验结果表明,所提系统的姿态识别成功率达到了86%,正确率比姿态角系统提高将近31%。该盲人物联网手杖系统可以极大地提高盲人出行的安全性,使盲人能够在发生意外时及时求助,实现了对盲人姿态的安全监护和定位监护。 展开更多
关键词 盲人物联网手杖系统 远程通信求助 姿态角度解算 K近邻 动态时间规整算法 微信小程序
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基于MEMS传感器的运动辅助训练系统 被引量：1
4
作者 赵文楠 王明磊 《现代电子技术》 2022年第4期50-54,共5页
针对传统运动辅助训练系统存在的运动辅助训练方法匮乏、教练的指导效率低的问题,文中提出一种基于MEMS传感器的运动辅助训练系统。利用MEMS传感器的工作原理,通过运动辅助训练系统逻辑框架设计和运动辅助训练传感器设计完成系统的硬件... 针对传统运动辅助训练系统存在的运动辅助训练方法匮乏、教练的指导效率低的问题,文中提出一种基于MEMS传感器的运动辅助训练系统。利用MEMS传感器的工作原理,通过运动辅助训练系统逻辑框架设计和运动辅助训练传感器设计完成系统的硬件设计。同时,通过提取运动轨迹特征并结合卡尔曼滤波方法,对运动员手臂运动姿态角进行计算,对运动员姿态估计算法进行设计,最终完成系统的软件设计,从而实现运动辅助训练系统的设计。实验测试结果表明,基于MEMS传感器的运动辅助训练系统不仅可以增加运动辅助训练方法的数量,还可以提高教练的指导效率,从而大大提高运动辅助训练系统的性能。文中设计系统对运动捕捉技术的推广和其在辅助训练领域的应用具有重要意义。 展开更多
关键词 运动辅助训练 MEMS传感器 运动轨迹 姿态角计算 姿态估计算法 特征提取 系统测试
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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
5
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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