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摘要
针对消费类电子设备对姿态测量系统的需求,本文提出了一种基于MEMS加速度计、陀螺仪和磁强计的九轴姿态确定算法。针对实际系统中传感器量测噪声未知的情况,首先介绍了一种基于矢量观测器的矩阵Kalman滤波姿态确定算法,然后利用残差匹配技术,设计了一种基于残差匹配的自适应滤波方法。论文采用自适应滤波对传感器量测噪声进行估计,并将估计的量测噪声代入线性矩阵Kalman滤波算法,有效解决了线性矩阵Kalman滤波需要准确量测噪声统计信息的缺陷。最后设计了仿真实验验证本文提出的算法,并将其与线性矩阵Kalman滤波算法比较。仿真结果表明,自适应矩阵Kalman滤波的姿态旋转误差角为0.609 1°,标准差为0.300 9°,能够有效的估计传感器量测噪声,并具有更高的姿态确定精度和稳定性。
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