資源描述：
《MIMU和磁強計組合在線定姿算法研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、MIIVIU和磁強計組合在線定姿算法研究朱文杰，等MIMU和磁強計組合在線定姿算法研究ResearchontheOn—lineAttitudeDeterminationAlgorithmBasedonMIMUandMagnetometer朱之左1互廣右1高鳳垃1番中滿1李具呂2(軍械工程學院納米技術(shù)與微系統(tǒng)實驗室1，河北石家莊050003；5823廠2，山東雄坊261031)摘要：為了滿足航姿參考系統(tǒng)(AHRS)小型化、低成本工程實現(xiàn)的需要，基于微慣性測量單元(MIMU)和微磁強計，提出了一種在線實時定姿方法。該方法首先采用四
2、元數(shù)法描述系統(tǒng)模型，接著利用優(yōu)化的梯度下降算法對加速度計和磁強計測得的數(shù)據(jù)進行處理，然后采用快速小波變換閾值去噪方法對陀螺儀輸出信號進行預處理，最后通過互補濾波器將以上得到的結(jié)果進行融合，提高了姿態(tài)解算精度。在線測試和Kalman濾波表明，在線定姿法實現(xiàn)簡單、參數(shù)調(diào)整方便、姿態(tài)跟蹤誤差小，便于在嵌入式微處理器中實現(xiàn)。具有較強的實用性。關(guān)鍵詞：微慣性測量單元磁強計濾波器梯度下降法小波變換數(shù)據(jù)處理中圖分類號：TP274+．2文獻標志碼：AAbstract：Inaccordancewiththerequirementsofattit
3、udeandheading陀‰cesystem(AHRS)-e．g．，miniaturization，andlowcosten咖rirlgimplementation-theonlinerealtimeattitudedeterminationmethodisprop08edbasedonthecombinationofminiatureinertialmeasurementunit(MIMU)andmagnetometer．Inthesystem-thesystemmodelisdescfibedbyquatemionmet
4、hod。andthedatameasuredbyaccelemmeterandmagnetometerareprocessedbyadoptingoptimizedgradientdescentalgorithm，theoutputsignalsofgyroscopeispreprocessedbylJsiIlgfastso,Ⅺdwaveletthresholddenoisingmethod，andtheresultsobtainedabovearefusedthroughcomplementaryf'dterforenhan
5、cingtheaccuracyofattitudesolution．OnlinetestsandKalmanfilteringalgorithmindicatethatthismethodissimpleandeasetoparameteradj岫岫吐-theattitudetrackingerrorissmall，itissuitabletoimplementonlinerealtimeattitudedeterminationinembeddedmicroprocessorwithstrongerpracticabilit
6、y．Keywords：Miniatureinertialmeasurementunit(MIMU)MagnetometerFilterGradientdescentalgorithmWavelettransformDataprocessingO引言姿態(tài)確定在航空航天?、機器人‘2
7、、導航[33、人體運動分析等方面有著廣泛的應用。由微機械電子系統(tǒng)(micro—electro—mechanicalsystem．MEMS)陀螺、加速度計組成的微慣性測量單元(miniatureinertialmeasuringunit，MIMU)，輔
8、以微磁強計，組成航向姿態(tài)參考系統(tǒng)(attitudeandheadingreferencesystem，AHRS)，可實現(xiàn)載體的全姿態(tài)參數(shù)測量。與傳統(tǒng)的平臺式定姿系統(tǒng)及激光陀螺、光纖陀螺等定姿系統(tǒng)相比，MIMU具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、自主性強、系統(tǒng)實現(xiàn)容易、性價比較高等優(yōu)點，在眾多領(lǐng)域得到了應用。姿態(tài)估計常用的算法是Kalman濾波及其各種擴展和衍生形式，如EKF、UKF、聯(lián)邦Kalman濾波等，現(xiàn)已有大量的相關(guān)理論和算法研究文獻[4。6]。但設(shè)計修改稿收到日期：2013—02—14。第一作者朱文杰(1988一)，男，現(xiàn)為軍
9、械工程學院儀器科學與技術(shù)專業(yè)在讀碩士研究生；主要從事潮試計量技術(shù)及儀器的研究?！蹲詣踊瘍x表》第34卷第11期2013年11月Kalman濾波器時，通常需要系統(tǒng)具有較高的采樣迭代頻率，需要構(gòu)造多維向量形戒系統(tǒng)的狀態(tài)向量和觀測向量：此外，還通常需要使用擴展Kalman濾波算法對系
