一種改進(jìn)擴展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計算法
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為了提高標準擴展卡爾曼姿態(tài)估計算法的精確度和快速性，將運動(dòng)加速度抑制的動(dòng)態(tài)步長(cháng)梯度下降算法融入擴展卡爾曼中，提出一種改進(jìn)擴展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計算法。該算法在卡爾曼測量更新中采用梯度下降法進(jìn)行非線(xiàn)性觀(guān)測，消除標準擴展卡爾曼算法在線(xiàn)性化時(shí)帶來(lái)的線(xiàn)性化誤差，提高算法的準確性和快速性；對梯度下降法的梯度步長(cháng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理，使算法步長(cháng)與四旋翼飛行器的運動(dòng)合角速度成正比，增強微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的動(dòng)態(tài)性能；對強機動(dòng)運動(dòng)過(guò)程中機體產(chǎn)生的運動(dòng)加速度進(jìn)行抑制處理，消除運動(dòng)加速度對姿態(tài)解算的不利影響，提高了微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的跟蹤精度。為了驗證所設計算法的可行性和有效性，基于STM32單片機搭建四旋翼實(shí)驗平臺系統進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)性能驗證。結果表明，所設計算法能提高四旋翼飛行器在強機動(dòng)、高速運動(dòng)情況下的姿態(tài)跟蹤精度、動(dòng)態(tài)性能，增強姿態(tài)融合算法的抗干擾性，保證微型四旋翼飛行器的穩定飛行。
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