运动平台双IMU与视觉组合姿态测量算法

作     者：孙长库 黄璐 王鹏 郭肖亭 SUN Changku;HUANG Lu;WANG Peng;GUO Xiaotin

作者机构：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2018年第31卷第9期

页      面：1365-1372,1376页

核心收录：

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51875407) 

主　　题：姿态测量 IMU 卡尔曼滤波 坐标系标定 

摘      要：快速、准确地获取被测物体的姿态信息,对于航空航天、工业生产等领域都具有重要意义。相较于单IMU测量物体相对于惯性坐标系的姿态,在未知平台的运动状态的情况下,采用双IMU实现物体相对于运动平台坐标系的姿态测量。将IMU测量速度快、短期精度高的特点与视觉测量误差不随时间发散的特点相结合,研究运动平台上双IMU与视觉组合姿态测量算法。提出了一种多速率自适应拓展卡尔曼滤波(MAEKF)算法来融合IMU与视觉的测量结果。采用正交双矢量标定法与q-method实现惯性测量中的坐标系标定。实验证明,该组合姿态测量算法能快速、准确地测量被测物体相对于运动平台的姿态。