Евразийское мышление. Вопросы науки и техники. Сборник 1

Берем значение акселерометра и нормализуем его.

Затем нормируем данные ускорения и магнитометра и вычисляем опорный магнитный вектор, векторная матрица которого обозначается как B.

Итак, возьмем частную производную матрицы H по матрице X. Среди них значения четырех вышеуказанных параметров могут быть получены по формуле решения теоретического ускорения (36) и формуле решения теоретического вектора магнитного поля (37), а значения акселерометра и магнитометра можно подставить в матрица переноса. Матрица H выражается так:

Среди них первые три функциональных выражения представляют собой теоретическое ускорение, а последние три функциональных выражения представляют собой теоретический магнитный вектор.

В процессе фильтрации на предыдущий момент k-1 происходит:

Тогда матрица Якоби матрицы H представлена в формуле (48).

Наконец, мы используем принцип рекурсии для непрерывной итеративной обработки формулы фильтрации, одновременно с этим обновляются данные и выводится значение матрицы состояния X:

Наконец, на основе предыдущей формулы расчета угла поворота (19) получается окончательный расчетный угол поворота.

Во всем этом процессе фильтрации кватернион эквивалентен промежуточному параметру, преобразующему нелинейное отношение в линейную форму для расчета. Путем постоянного обновления значения корректирующего гироскопа получается оценка кватерниона в следующий момент, а затем. Оценка кватерниона получается по формуле. Расчетный расчет кватерниона дает окончательный угол ориентации.

5. Программирование

5.1. Модуль программирования. Общий дизайн этого исследовательского проекта можно резюмировать в виде следующих трех пунктов: Во-первых, чтение данных MATLAB. Этот исследовательский проект представляет собой инерциальную навигационную систему, основанную на блоке инерциальных измерений 3DM-E10A, которая требует считывания данных инерциального блока через Matlab. Во-вторых, необходимо разработать функцию фильтра расчета ориентации и отфильтровать данные инерционного блока с помощью алгоритма фильтра. Третий – отображение формы сигнала в реальном времени, написание программы рисования в прерывании таймера для реализации процесса динамического рисования. Основная цель данного исследования – разработать программу MATLAB фильтрации ориентации для инерциальной навигационной системы на основе блока инерциальных измерений 3DM-E10A для отображения ориентации в реальном времени. Общий модуль программирования показан на рисунке 5—1.