一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合方法技术

本发明专利技术涉及一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合处理方法，步骤如下：利用九轴磁罗盘中三轴磁传感器数据以及三轴加速度计数据计算系统状态初值；通过三轴磁场数据判断载体周围是否存在磁干扰，如果存在磁干扰，则根据三轴测得的三轴磁异常数据实时解算出磁干扰目标源的实时位置，实现磁干扰补偿；利用磁场和加速度构建误差向量；模糊控制求解互补滤波的PI参数；利用互补滤波实时解算得到的姿态四元数求解载体姿态角。本发明专利技术能够通过自适应互补滤波数据融合实现高精度姿态角输出，且在载体周围存在磁干扰时，可实时解算出磁干扰目标源的实时位置来进行磁干扰补偿，最终输出的姿态角不受运动加速度及外界磁干扰的影响，且误差不会随着时间的增长而累积。且误差不会随着时间的增长而累积。且误差不会随着时间的增长而累积。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合方法


[0001]本专利技术属于导航
，具体涉及一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合方法。

技术介绍

[0002]九轴磁罗盘由三轴陀螺仪，三轴加速度计、三轴磁传感器、单片机以及相应的外围电路构成，主要用于载体姿态测量。
[0003]由三轴陀螺仪测得的三轴角速度经过积分运算得到的姿态角虽然短时精度较高，但是由于MEMS陀螺精度低、漂移大等缺点，误差会随着时间的增长而累积，而利用三轴加速度计与三轴磁传感器测得的载体姿态角虽然不会随着时间的增长而累积，但当载体运动时，由于受运动加速度的影响，加速度计的信号将不能正确反映载体的姿态信息。因此，需要设计一种多传感器数据融合方法，将三轴陀螺仪、三轴加速度计与三轴磁传感器的数据进行融合，将彼此的优缺点进行互补，建立一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合方法，计算出准确的姿态角。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合方法，通过自适应互补滤波实现三轴加速度计、三轴磁传感器、三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应互补滤波的九轴磁罗盘数据融合处理方法，其特征在于，所述九轴磁罗盘数据包括三轴磁传感器数据、三轴加速度计数据和三轴磁场数据；所述数据融合处理方法步骤如下：步骤一：利用所述三轴磁传感器数据以及三轴加速度计数据计算系统状态初值；步骤二：通过三轴磁场数据判断载体周围是否存在磁干扰，如果存在磁干扰，则根据测得的三轴磁异常数据实时解算出磁干扰目标源的实时位置，实现磁干扰补偿；步骤三：利用三轴磁场数据和三轴加速度计数据构建误差向量；步骤四：模糊控制求解互补滤波的PI参数；步骤五：利用互补滤波实时解算得到的姿态四元数求解载体姿态角。2.如权利要求1所述的九轴磁罗盘数据融合处理方法，其特征在于，所述步骤一中九轴磁罗盘主要由三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计以及三轴磁传感器构成。3.如权利要求1所述的九轴磁罗盘数据融合处理方法，其特征在于，所述步骤一中的系统状态初值的求解方法具体为：S1.1:根据初始时刻重力加速度在载体坐标系与地理坐标系下的坐标变换关系计算得到姿态角中的俯仰角以及横滚角；S1.2:利用俯仰角与横滚角以及测得的三轴磁场数据计算得到地磁场的水平分量，用反三角函数计算得到姿态角中的方位角；S1.3通过姿态角与四元数之间的转换关系计算得到初始状态下的姿态角四元数。4.如权利要求1所述的九轴磁罗盘数据融合处理方法，其特征在于，所述步骤二中的磁干扰补偿方法，其具体实现步骤为：S2.1：根据目标磁偶极子模型...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓超凡，陈正想，吕冰，伍东凌，孟诚，窦柯，
申请(专利权)人：宜昌测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：