| 利用磁强计及微机械加速度计和陀螺的姿态估计扩展卡尔曼滤波器 |
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| 引用本文： | 黄旭,王常虹,伊国兴,王玉峰. 利用磁强计及微机械加速度计和陀螺的姿态估计扩展卡尔曼滤波器[J]. 中国惯性技术学报, 2005, 13(2): 27-30,34 |
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| 作者姓名： | 黄旭 王常虹 伊国兴 王玉峰 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工业大学空间控制与惯性技术研究中心,哈尔滨,150001 |
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| 摘 要： | 提出了一种用于惯性测量组合(IMU)姿态估计的扩展卡尔曼滤波器。此滤波器的状态转移阵利用基于四元数的等效旋转矢量来计算姿态。等效旋转矢量法可以避免欧拉角的奇异问题，并能有效抑制不可交换误差。测量四元数是利用高斯-牛顿迭代法解算以加速度计和磁强计输出数据为变量的方程组得出的。用从实际IMU采集的数据对滤波器进行测试，并比较了带有滤波器和没有滤波器的结果。
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| 关 键 词： | 扩展卡尔曼滤波器 姿态估计 微机械加速度计 磁强计 高斯-牛顿迭代法 陀螺 惯性测量组合 状态转移阵 旋转矢量法 奇异问题 四元数 欧拉角 可交换 方程组 数据为 IMU 等效 |
| 文章编号： | 1005-6734(2005)02-0027-04 |
Extended Kalman Filter for IMU Attitude Estimation Using Magnetometer, MEMS Accelerometer and Gyroscope |
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| HUANG Xu,WANG Chang-hong,YI Guo-xing,WANG Yu-feng. Extended Kalman Filter for IMU Attitude Estimation Using Magnetometer, MEMS Accelerometer and Gyroscope[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2005, 13(2): 27-30,34 |
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| Authors: | HUANG Xu WANG Chang-hong YI Guo-xing WANG Yu-feng |
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| Abstract: | This paper presents an extended Kalman filter for IMU attitude estimation. The transition matrix of this filter uses equivalent rotation vector based on quaternions to calculate the attitude,which can avoid the singularity problem of Euler angles and suppress the noncommutativity error.The measurement quaternion is derived from accelerometer and magnetometer data using Gauss-Newton iteration algorithm. The data collected from the real sensor are utilized to test the filter, and results are presented and compared for using and without using the filter. |
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| Keywords: | Kalman filter attitude magnetometer accelerometer gyroscope |
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