融合光流与惯性传感器的扩展卡尔曼姿态滤波

来源：电子测量技术杂志2021年第17期北京时间：

作者：李翔，石琦

单位：桂林电子科技大学电子工程与自动化学院 桂林 541004

摘要：微型航姿系统（AHRS）采用三轴磁强计、加速度计和陀螺仪的组合实现三维姿态测量，广泛用于无人机飞控等领域。但AHRS利用重力矢量解算俯仰角和横滚角时，会受运动加速度影响而产生误差。现有抗扰算法本质上均依赖陀螺仪，在长时间运动加速度干扰下易造成累积误差。提出一种采用光流传感器对运动加速度进行感测和补偿的新方法，并对重力矢量和地磁矢量进行并行估计，以提高扩展卡尔曼滤波的动态性能。实验表明，当存在水平加速度影响时，所提出的算法姿态角误差比现有算法降低50%以上，可显著改善动态航姿精度。

关键词：航姿系统;扩展卡尔曼滤波;运动加速度;光流传感器

基金资助：国家自然科学基金（41761087，61603107）项目资助