基于加速度变噪声EKF的无人机姿态融合算法

作     者：刘洪剑 王耀南 谭建豪 李力 钟杭 Liu Hongjian;Wang Yaonan;Tan Jianhao;Li Li;Zhong Hang

作者机构：湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(61433016) 国家自然科学基金面上项目(61573134)资助 

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

年 卷 期：2016年第30卷第3期

页      码：333-341页

摘      要：针对传统无人机姿态解算方法过程复杂、计算量大、动态性能差的缺点,建立无人机姿态模型;采用陀螺仪对加速度计直接进行滤波的方法,设计出新的基于扩展kalman滤波的加速度滤波器;并且考虑到无人机非重力加速度的影响,对常规kalman滤波器进行了变噪声的改进。利用STM32微控制器和MEMS惯性单元搭建硬件平台进行对比实验。结果表明:在168 MHz时钟频率下,一次传感器数据读取和姿态解算总共耗时3.27 ms,数据更新率可达100 Hz。新算法飞行动态误差小于1°,而传统四元数法动态误差为2°左右;变噪声处理后静态瞬时偏差由4°降到1°。说明新算法的抗震效果和解算精度更好,可以为无人机自主飞行提供更准确的姿态信息。

主 题 词：无人机 姿态解算 扩展卡尔曼滤波 陀螺仪 加速度计 

学科分类：081203[081203] 08[工学] 0835[0835] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.13382/j.jemi.2016.03.002

馆 藏 号：203305438...