姿态解算的抗干扰算法*

王国交　蔚承英　李玲霞

(1.中冶赛迪工程技术股份有限公司　重庆　400013)(2.重庆邮电大学　重庆　400065)



姿态解算的抗干扰算法*

王国交1蔚承英2李玲霞2

(1.中冶赛迪工程技术股份有限公司重庆400013)(2.重庆邮电大学重庆400065)

摘要针对当前基于MARG多传感器的行人导航算法中磁力计很容易受到外界磁场干扰且MEMS陀螺精度低及其长时间漂移大等问题,从复杂的使用环境模型出发,提出了在磁干扰环境下姿态解算的多传感器融合算法,仿真分析结果表明该算法有效抑制了外界磁干扰对姿态解算的影响,对姿态解算融合算法进行了优化。

关键词多传感器; 复杂环境; 融合算法; 抗干扰

Class NumberTP301.6

1引言

微机械(MEMS)陀螺具有尺寸微小、质量轻、功耗低、成本低廉等优点,被广泛应用在定位导航、人体姿态控制等领域[1～3]。MEMS陀螺是常用的姿态惯性传感器。但是,由于MEMS陀螺精度较低,且陀螺固有的长时间漂移会产生很大的姿态解算偏差,因此需要和其他姿态传感器组合才能获得稳定可靠的姿态信息[4];

近年来,为了解决上述的问题,在利用MARG传感器进行姿态解算方面取得了一些成果。文献[5]采用基于MARG传感器的扩展卡尔曼滤波算法(EKF)设计了基于陀螺四元数的扩展卡尔曼滤波器。文献[6]利用四元数卡尔曼滤波器来进行人体姿态的实时定位跟踪,其中四元数(QUEST)算法取代高斯-牛顿(Gauss-Newton)算法。文献[7]和文献[8]为了进一步MARG传感器姿态解算的精度,采用了基于四元素的扩展卡尔曼滤波器。在此基础上,文献[9]通过建立传感器模型,引入惯性传感器偏差补偿方法和构造自适应测量噪声协方差矩阵来提高姿态解算的精度。……