基于迭代卡爾曼濾波的傳感器數(shù)據(jù)融合仿真

韋 黔，陳 迪，林樹(shù)靖，仇三銘，張同興

(1.上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 儀器科學(xué)與工程系，上海 200240；2.上海智能診療儀器工程技術(shù)研究中心，上海 200240；3.上海直川電子科技有限公司，上海 201109)

基于迭代卡爾曼濾波的傳感器數(shù)據(jù)融合仿真

韋 黔1,2，陳 迪1,2，林樹(shù)靖1,2，仇三銘1,2，張同興3

(1.上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 儀器科學(xué)與工程系，上海 200240；2.上海智能診療儀器工程技術(shù)研究中心，上海 200240；3.上海直川電子科技有限公司，上海 201109)

在對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)姿態(tài)信息檢測(cè)過(guò)程中，常常需要加速度計(jì)、陀螺儀等多個(gè)慣性傳感器的協(xié)同工作，因此需要對(duì)多傳感器的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理。卡爾曼濾波法是其中常用的一種數(shù)據(jù)融合算法。該算法的濾波融合精度，直接影響了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)姿態(tài)信息的精度與實(shí)時(shí)性。在研究傳統(tǒng)的卡爾曼濾波算法的基礎(chǔ)上，仿真分析了過(guò)程噪聲協(xié)方差矩陣、測(cè)量噪聲協(xié)方差矩陣對(duì)于卡爾曼濾波算法的濾波精度、響應(yīng)時(shí)間的影響，提出了一種基于數(shù)據(jù)迭代法的卡爾曼濾波融合算法。該算法將多傳感器數(shù)據(jù)融合后的輸出再次進(jìn)行迭代運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了較好的融合效果。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，相較于傳統(tǒng)的卡爾曼濾波算法，所提出算法的復(fù)雜度低，實(shí)時(shí)性好，同時(shí)濾波精度大幅提升。

卡爾曼濾波器；傳感器數(shù)據(jù)融合；濾波精度；迭代法；仿真

0 引 言

在如設(shè)備安裝、機(jī)器人控制、測(cè)量機(jī)床儀器導(dǎo)軌的直線(xiàn)度、小車(chē)的位姿控制等領(lǐng)域中，都經(jīng)常需要測(cè)量?jī)A角。……