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原始论文: An efficient orientation filter for inertial and inertialmagneticsensor arrays,O.H. Madgwick,2010
论文下载链接:http://x-io.co.uk/res/doc/madgwick_internal_report.pdf
openAHRS源代码下载网址(中文版在文末):http://x-io.co.uk/open-source-imu-and-ahrs-algorithms/
这是一篇经典的论文,本人花了很长时间研究,最后结合作者的源代码(openAHRS)终于理解论文里面的公式!
1.加速度计、磁力计、陀螺仪采集的数据均是载体系下数据,而在东北天固定坐标系下,加速度对应的方向为g_E=[0 0 0 1],磁力计对应的方向向量标准形式为h_E=[0 sqrt(hx^2+hy^2) 0 hz],其中h=[0 hx hy hz]为四元数旋转矩阵与磁力计采集的地磁数据的乘积,或者叫将地磁数据[0 mx my mz]转化为h=[0 hx hy hz];
2.论文中的融合加速度计和磁力计的梯度下降方向选的就是东北天地固坐标系的方向,故而第一步的理解很重要;
3.陀螺仪采集的数据为角速度,单位为:弧度;
4.梯度下降法目标函数的构造采用四元数产品(quaternion product)的运算规则,然后是论文中公式(19-22)以及图2和图3的看懂;
5.文章的四元数是定义在东北天地固坐标系,额外注意!
6.注释:openAHRS中对图3中Group 2虚线框框功能没有添代码来实现!
7.采用OpenAHRS这套代码时,额外需要考虑我们APP采集数据的单位与代码例子数据单位的一致性!
中文注解版OpenAHRS系统下载(对原创作者S O.H Madgwick表示感谢):
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