針對在多傳感器數(shù)據(jù)融合過程中,當磁力計受到環(huán)境中非地磁磁場影響時姿態(tài)解算會出現(xiàn)誤差這一問題,提出了一種新的準靜態(tài)磁場檢測方法。根據(jù)磁力計和陀螺儀計算得到的航向角的差異大小,來確定磁場是否處于準靜態(tài),從而決定下一步數(shù)據(jù)融合是否采用磁力計數(shù)據(jù)。實驗表明:這種方法可以和現(xiàn)有的幾種準靜態(tài)磁場檢測方法相互補充,能更好地識別干擾磁場,從而減少干擾磁場對姿態(tài)解算的影響,提高姿態(tài)解算的準確性。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(07)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

地磁場示意圖

實驗過程是將慣性傳感器靜置不動，然后用一外部磁性物質(如螺絲刀)在慣性傳感器附近做直線運動。這可以模擬物體在室內(nèi)做直線運動，遇到環(huán)境中出現(xiàn)磁干擾時的情況。由于物體靜置，理論上三個歐拉角應保持不變。從實驗結果看出原始數(shù)據(jù)融合算法的三個歐拉角均受到干擾磁場的影響。其中，航向角的變化幅度最大，受到的影響最劇烈。而基于準靜態(tài)磁場檢測的數(shù)據(jù)融合方法得到的三個姿態(tài)角基本保持不變。

多傳感器數(shù)據(jù)融合求解姿態(tài)的方法大致可以分為兩類，一類基于互補濾波[7]，另一類基于卡爾曼濾波。互補濾波的計算過程便于準靜態(tài)磁場檢測模塊的嵌入，所以本文采用互補濾波融合數(shù)據(jù)。姿態(tài)解算系統(tǒng)結構如圖1。首先，使用陀螺儀、磁力計、加速度數(shù)據(jù)求得兩個航向角。然后，根據(jù)航向角差異、磁場強度等因素判斷磁場準靜態(tài)情況。由磁場準靜態(tài)情況，決定梯度下降法求四元數(shù)的過程中是否采用磁力計數(shù)據(jù)。最后，將梯度下降法求得的四元數(shù)和微分方程求得的四元數(shù)通過互補濾波，得到系統(tǒng)最終的姿態(tài)。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2996862