基于PI自适应卡尔曼滤波的空间轨迹校正算法

摘要

针对加速度计和陀螺仪在空间轨迹定位时易产生噪声导致轨迹变形的问题,提出了一种基于PI自适应卡尔曼滤波的运动轨迹校正算法。该算法将旋转矩阵与陀螺仪偏置同时作为状态变量来实时消除陀螺仪噪声,用加速度数据校正状态向量误差,同时用PI控制器对噪声协方差矩阵进行实时调解,消除了由于噪声估计不准而造成滤波发散的影响,得到了高精度姿态角数据与加速度数据,再对加速度数据进行积分处理,从而实现轨迹定位。实验结果表明,该算法将俯仰角误差从常规的卡尔曼滤波算法的0.59°减少到0.39°,有效地减少了误差,在消除误差的同时提升了定位的精度。

关键词

姿态解算 / 卡尔曼滤波 / PI控制 / 空间定位 / 轨迹