基于Huber鲁棒估计的改进互补滤波姿态解算算法

作     者：郭庆瑞 章政 黄卫华 李磊 Guo Qingrui;Zhang Zheng;Huang Weihua;Li Lei

作者机构：武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430000 武汉科技大学信息科学与工程学院武汉430000 

基　　金：国家自然科学基金(61773298) 冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心开放基金(MADT201603) 武汉科技大学国防预研基金项目(GF201706)资助 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2022年第36卷第3期

页      码：157-165页

摘      要：针对站球机器人在坡面运动过程中,由于系统振荡倾向性导致的姿态估计不准确以及在估计中存在噪声等问题,设计了一种基于Huber鲁棒估计的改进互补滤波姿态解算算法。首先,对站球机器人在斜坡上进行了动力学分析和运动性能分析。其次,利用Huber鲁棒估计抑制站球机器人在坡面运动过程中由于机身振荡所引入的干扰噪声,并改进互补滤波进行姿态解算。最后,为了减少磁力计输出不稳定对姿态解算的干扰,设计了一种数据平滑切换方法。实物实验结果表明,设计的基于Huber鲁棒估计的改进互补滤波姿态解算算法相比于互补滤波算法,对俯仰角、横滚角和偏航角的估计精度分别平均提高19.21%、25.48%和36.04%,该算法可以有效地抑制站球机器人在坡面运动过程中由于机身振荡引入的噪声,能够保证姿态解算的准确性和实时性。

主 题 词：站球机器人 动力学模型 姿态解算 Huber鲁棒估计 互补滤波 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13382/j.jemi.B2104471

馆 藏 号：203111989...