一种应用于制造技术

本发明专利技术提供了一种应用于

【技术实现步骤摘要】
一种应用于mpu9250的误差漂移滤波方法


[0001]本专利技术涉及误差漂移滤波
，尤其涉及一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法
。

技术介绍

[0002]现有关于
mpu250
芯片输出误差漂移的处理方法一般有两种方式：一种采用互补滤波器，通过对
mpu9250
中的加速度传感器和陀螺仪数据进行一定的互补融合，但是互补滤波器中对于各个传感器数据置信权重固定而导致对于误差的估计不足，精度不高；一种采用卡尔曼滤波器，通过一个协方差矩阵来构造一个变比例系数实现互补滤波，但是卡尔曼滤波算法迭代过程繁琐且迭代速度慢，导致数据更新无法及时跟踪最新动态，从而导致失步
。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开的一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，解决了互补滤波器中对于各个传感器数据置信权重固定而导致对于误差的估计不足，精度不高；卡尔曼滤波器中采用的卡尔曼滤波算法迭代过程繁琐且迭代速度慢，导致数据更新无法及时跟踪最新动态，从而导致失步的问题，有效提高了滤波精度和滤波算法的动态性能，且大大提高了算法的可扩展性和可移植性
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体是这样实现的：
[0005]本专利技术公开一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，包括以下步骤：
[0006]将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角；
[0007]获取最终滤波结果；
[0008]定义损失函数；
[0009]对损失函数进行迭代训练，使得损失函数收敛于其最小值
。
[0010]进一步地，将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角，其结果为：
[0011]Quaternion(t)
＝
(1
‑
α
)Quaternion(t)+
α
·
accMagQuat ernion(t)
[0012]其中，
(1
‑
α
)Quaternion(t)
为通过加速度计结算的，
α
·
accMagQuat ernion(t)
为通过陀螺仪结算的，
α
为动态调整的，
t
为时间
。
[0013]进一步地，最终滤波结果为：
[0014]out
＝
a
×
Quaternion(t)+(1
‑
a)
×
out(t
‑
1)
[0015]其中，
a
为本次测量值的系数
。
[0016]进一步地，定义损失函数如下：
[0017][0018]其中，
n
为所采用样本数量值，
x
为样本，
y
为本次样本输入值，
a
为给定初始值
。
[0019]有益技术效果：
[0020]1、
本专利技术公开一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，包括以下步骤：将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角；获取最终滤波结果；定义损失函数；对损失函数进行迭代训练，使得损失函数收敛于其最小值，解决了互补滤波器中对于各个传感器数据置信权重固定而导致对于误差的估计不足，精度不高；卡尔曼滤波器中采用的卡尔曼滤波算法迭代过程繁琐且迭代速度慢，导致数据更新无法及时跟踪最新动态，从而导致失步的问题，有效提高了滤波精度和滤波算法的动态性能，且大大提高了算法的可扩展性和可移植性；
[0021]2、
本专利技术中，公开一种新的损失函数来对于不同传感器的置信权重进行动态调整，解决了现有互补滤波器中对于各个传感器数据置信权重固定导致对于误差的估计不足，精度不高的问题；
[0022]3、
本专利技术中公开的新的损失函数的迭代梯度下降速率远快于卡尔曼滤波中的协方差矩阵的更新速率，由于同时对本次测量值以及上次输出值进行了结合滤波，比采用传统卡尔曼滤波算法融合了更多的传感器数据，其精度相较于传统卡尔曼滤波也变得更高
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍
。
[0024]图1为本专利技术所述的一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法的步骤流程图；
[0025]图2为本专利技术所述的一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法的逻辑原理图；
[0026]图3为本专利技术公开的损失函数的收敛速度示意图
。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件
。
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制
。
[0028]下面结合附图对本专利技术的实施方式进行详细说明
。
[0029]本专利技术公开一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，参见图1，具体包括以下步骤：
[0030]S1
：将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角；
[0031]具体地，以以
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据的融合为例，
mpu9250
的姿态角可以同时通过加速度计和陀螺仪进行结算，结算过程本领域技术人员比较熟悉，所以在此不再赘述，可得到结果为
[0032]Quaternion(t)
＝
(1
‑
α
)Quaternion(t)+
α
·
accMagQuat ernion(t)
[0033]其中，
(1
‑
α
)Quaternion(t)
为通过加速度计结算的，
α
·
accMagQuat ernion(t)
为通过陀螺仪结算的，
α
为动态调整的，
t
为时间
。
[0034]S2
：获取最终滤波结果；
[0035]具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角；获取最终滤波结果；定义损失函数；对损失函数进行迭代训练，使得损失函数收敛于其最小值
。2.
根据权利要求1所述的一种应用于
mpu9250
的误差漂移滤波方法，其特征在于，将
mpu9250
中加速度计和陀螺仪的反馈数据进行融合，并根据加速度计和陀螺仪结算得到
mpu9250
的姿态角，其结果为：
Quaternion(t)
＝
(1
‑
α
)Quaternion(t)+
α
·
accMagQuat ernion(t)
其中，
(1
‑
α
)Quaternion(t)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁秋实，徐东，范宏杰，解书航，酆禾阳，陈泽天，卢曾辉，魏洪兴，王申，袁紫衣，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：