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基于互补滤波的便携式移动机器人姿态解算方法

刘美  蔡远利  
【摘要】:在机器人惯性导航中,由于陀螺仪和加速度计存在漂移和噪声干扰,扩展卡尔曼滤波和粒子滤波计算量较大。本文采用互补滤波算法,通过融合IMU多传感器的数据信号,对测得的姿态数据进行补偿修正,解算出高精度的姿态角。文中采用四元数法对姿态运动进行描述,分析了姿态角的解算过程,建立了系统和传感器模型,仿真比较了四元数扩展卡尔曼滤波、线性互补滤波和Mahony互补滤波算法。结果表明,Mahony互补滤波和扩展卡尔曼滤波在进行姿态解算精度相近的情况下,Mahony互补滤波算法的计算量小于扩展卡尔曼滤波,能更好地应用在低成本的嵌入式系统上。

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