基于四元數和擴展卡爾曼濾波器的姿態解算與外力加速度同步估計算法
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標簽：濾波器(175621)
針對慣性導航應用中，姿態解算與外力加速度估計互相干擾的問題，提出一種基于四元數和擴展卡爾曼濾波器的姿態解算與外力加速度同步估計算法。首先，利用估計的外力加速度修正傳感器加速度數據得到準確的反向重力加速度，再結合地磁場向量通過梯度下降算法解算得到旋轉四元數的測量值；其次，構建擴展卡爾曼濾波模型，對旋轉四元數和外力加速度進行更新，得到旋轉四元數的預測值和外力加速度的預測值；最后，用旋轉四元數的測量值和測量得到的加速度數據對預測值通過擴展卡爾曼濾波的方法進行校正，最終得到準確的旋轉四元數和參考坐標系下三軸方向上的外力加速度。實驗表明，通過擴展卡爾曼濾波同時對姿態和外力加速度估計的方法，能夠迅速收斂并準確得機體姿態信息以及外力加速度信息，歐拉角誤差為±1. 95。，加速度誤差為±0.12 m／s2，并且該算法能有效抑制外力加速度對姿態解算的影響，準確估計外力加速度。
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