基于四元数组合PI滤波的小型飞行器姿态解算算法设计

作     者：莫玲 龙顺宇 黄榕 陈美伊 MO Ling;LONG Shunyu;HUANG Rong;CHEN Meiyi

作者机构：海南热带海洋学院海洋信息工程学院海南三亚572022 

基　　金：2021年国家级大学生创新创业训练计划项目(202111100017) 海南省高等学校教育教学改革研究项目(Hnjg2021-84) 海南省2020年教育发展专项资金项目(Hnjg2020-91)的研究成果 

出 版 物：《自动化与仪器仪表》 (Automation & Instrumentation)

年 卷 期：2023年第5期

页      码：31-33页

摘      要：针对MEMS陀螺仪角速率更新四元数过程中存在误差累积、积分漂移导致解算精度较差的问题,提出了一种基于互补滤波结合PI控制器的四元数姿态解算算法。采用四元数法简化欧拉角变换矩阵的求解过程,利用互补频域滤波器滤除陀螺仪的低频漂移误差和加速度计的高频噪声,将MEMS加速度计、磁力计融合值修正由陀螺仪自身引起的累积误差,并针对非线性运动中的较大误差引入PI控制器进行动态补偿,然后将陀螺仪修正值用于更新四元数的微分方程,以此提高姿态解算的精度。实验结果表明,算法实时性好、精度高、易于在小型、低成本的四旋翼飞行器控制系统中实现。

主 题 词：姿态解算 四元数 MEMS 互补滤波 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.14016/j.cnki.1001-9227.2023.05.031

馆 藏 号：203122140...