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捷联惯导算法--体会与心得

归档日期:07-04       文本归类:惯性导航      文章编辑:爱尚语录

  1、四个概念:“地理”坐标系、“机体”坐标系、他们之间换算公式、换算公式用的系数。。在这个坐标系里有重力永远是(0,0,1g),地磁永远是(0,1,x)(地磁的垂直不关心)两个三维向量。,公式就是描述机体姿态的表达方法,一般都是用以地理为基准,从地理换算到机体的公式,有四元数、欧拉角、方向余弦矩阵。,四元数的q0123、欧拉角的ROLL/PITCH/YAW、余弦矩阵的9个数。系数就是描述机体姿态的表达方法的具体数值。3、陀螺向量:基于机体,也在机体上积分,因为地理上无参考数据源,所以很独立,直接在公式的老系数上积分,得到新系数。狭义上的捷联惯导算法,就是指这个陀螺积分公式,也分为欧拉角、方向余弦矩阵、四元数,他们的积分算法有增量法、数值积分法(X阶龙格-库塔)等等4、加计向量、重力向量:加计基于机体,重力基于地理,重力向量(0,0,1g)用公式换算到机体,与机体的加计向量算出误差。理论上应该没有误差,这误差逆向思维一下,其实就是换算公式的系数误差。所以这误差可用于纠正公式的系数(横滚、俯仰),也就是姿态。5、电子罗盘向量、地磁向量:同上,只不过要砍掉地理上的垂直向量,因为无用。只留下地理水平面上的向量。误差可以用来纠正公式的系数(航向)。6、就这样,系数不停地被陀螺积分更新,也不停地被误差修正,它和公式所代表的姿态也在不断更新。如果积分和修正用四元数算法(因为运算量较少、无奇点误差),最后用欧拉角输出控制PID(因为角度比较直观),那就需要有个四元数系数到欧拉角系数的转换。常用的三种公式,它们之间都有转换算法。机体好似一条船,地理就是那地图,姿态就是航向(船头在地图上的方位),重力和地磁是地图上的灯塔,陀螺/积分公式是舵手,加计和电子罗盘是瞭望手。舵手负责估计和把稳航向,他相信自己,本来船向北开的,就一定会一直往北开,觉得转了90度弯,那就会往东开。当然如果舵手很牛逼,也许能估计很准确,维持很长时间。不过只信任舵手,肯定会迷路,所以一般都有地图和瞭望手来观察误差。瞭望手根据地图灯塔方位和船的当前航向,算出灯塔理论上应该在船的X方位。然而看到实际灯塔在船的Y方位,那肯定船的当前航向有偏差了,偏差就是ERR=X-Y。舵手收到瞭望手给的ERR报告,觉得可靠,那就听个90%*ERR,觉得天气不好、地图误差大,那就听个10%*ERR,根据这个来纠正估算航向。。------------------------------------------------------公式截图来自:袁信、郑锷的《捷联式惯性导航原理》,邓正隆的《惯性技术》。--------------------------------------------------这个无论欧拉角算法还是四元数算法还是方向余弦矩阵都需要,因为加计和电子罗盘给出欧拉角的描述方式比较方便。imu.euler.x = atan2(imu.accel.y, imu.accel.z);imu.euler.y = -asin(imu.accel.x / ACCEL_1G);ACCEL_1G 为9.81米/秒^2,accel.xyz的都为这个单位,算出来的euler.xyz单位是弧度--------------------------------------------------矩阵上到下三个角度(希腊字母)是roll pitch和yaw,公式最左边的上面带点的三个是本次更新后的角度,不带点的是上个更新周期算出来的角度。Wx,y,z是roll pitch和yaw方向的三个陀螺在这个周期转动过的角度,单位为弧度,计算为间隔时间T*陀螺角速度,比如0.02秒*0.01弧度/秒=0.0002弧度.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------四元数更新算法,一阶龙库法,同样4个量(入、P1-3)也为四元数的四个值,即上面的q0-3。Wx,y,z是三个陀螺的这个周期的角速度,比如欧拉角微分方程中的0.01弧度/秒,T为更新周期,比如上面的0.02秒。再来一张,另外一本书上的,仔细看和上面是一样的delta角度,就是上面的角速度*周期,单位为弧度--------------------------------------------------每个周期更新完四元数,需要对四元数做规范化处理。因为四元数本来就定义为四维单位向量。求q0-3的平方和,再开根号算出的向量长度length。然后每个q0-3除这个length。--------------------------------------------------t11=q.q0*q.q0+q.q1*q.q1-q.q2*q.q2-q.q3*q.q3;t22=q.q0*q.q0-q.q1*q.q1+q.q2*q.q2-q.q3*q.q3;t33=q.q0*q.q0-q.q1*q.q1-q.q2*q.q2+q.q3*q.q3;----------------------------------------------------

  分享自:捷联式惯性导航捷联:与载体固联惯性:牛顿力学定律,惯性定律导航:引导航行加速度计:测的为...博文来自:xianxufang5959的博客

  捷联式惯性导航是把与机体固连的惯性器件所测量的飞行器的运动信息经过计算机处理成所需要导航与控制信息,而姿态矩阵的更新是捷联式惯导算法中最重要的一部分,也是捷联系统所固有的。在捷联式惯导中,飞行器的姿态...博文来自:a1985831055的博客

  看到了不同的姿态更新算法,很迷惑,陷入了谁相对于谁的思考中。翻翻严老师博客,贴出来如下:原文地址:博文来自:学问思辨行

  惯导及组合导航回顾 2018.09.16今天和17系的同学一起把惯导的流程捋了一遍,为了加深自己的记忆,这里在前面把心得大致列出来。我们这里只考虑捷联式惯导及松组合首先拿到惯性传感器(加速度计和陀螺仪...博文来自:赤豆几维

  接下来博文对严恭敏老师《捷联惯导算法与组合导航原理讲义》中捷联惯导仿真的注释,为自己做一个备忘,也为其他像我一样刚入门的学习者提供一些便利。参考的公式内容也都出自上书中。上书可以到捷联惯导算法与组合导...

  这是严恭敏老师讲义的20180206版本。 本资源仅为了赚积分!如果你愿意把你的积分奉献给我,请下载,如果你没有积分,可到

  严恭敏老师的word讲义,很好的学习捷联惯导的书,配合老师的matlab工具箱学习,效果更佳!

  day01:关于惯性导航工具箱的学习与使用:use of the progen

  关于惯性导航工具箱的学习与使用day01首先是关于工具箱的下载和安装学习内容(2019.2.3)然后是我学习的一个思维导图:以上就是今天的学习内容,由于年29,事比较多,学习的内容过于少,明天继续学习...

  捷联惯导算法与组合导航的算法源码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

  惯性技术涉及面广, 涵盖元器件技术、 测试设备和测试方法、 系统集成技术和应用开发技术等方面, 囿于篇幅和作者知识面限制, 本书主要讨论捷联惯导系统算法方面的有关问题, 包括姿态算法基本理论、 捷联惯

  四元数AHRS姿态解算和IMU姿态解算分析Madgwick算法详细解读欧拉角、四元数和旋转矩阵运动传感器】Madgwick算法(上)【运动传感器】Madgwick算法(下)Pixhawk之姿态解算篇(...

  关注我新建的公众号搜索惯导学习或learnsins大家一起来学习惯导的速度是由积分而来,存在误差随时间的积累,而里程计的速度是直接测量量,其误差不随时间变化。由于这一特点,惯导与里程计的组合具有比纯惯...

  捷联式惯性导航系统设计1.什么是导航?什么是惯性导航?惯性导航的基本思想是什么?惯性导航技术都有哪些应用?答:导航:引导控制运动载体(如飞机、火箭、舰船、潜艇、卫星等)按照给定路线运动的理论和实践。一...

  翻看严恭敏老师的博客发现一组实测惯导数据,特地下载下来用其工具箱处理了一下,肉眼看起来跟原图没有差别。到这算是终于有了一组珍贵的数据(实测数据,又有处理好的结果作参考)。一组数据可以做很多事,比如...博文来自:

  含有轨迹生成器、捷联惯导仿真、组合导航、误差分析、航位推算等多个功能。

  书名:惯导测试设备原理与设计 作者:姜复兴,庞志成主编 其他作者: ISBN号:7-5603-1377-9 价格:RMB28 发行地:哈尔滨 出版社:哈尔滨工业大学出版社 出版时间:1998.12 页

  [1]李博文,姚丹亚.低成本车载MEMS惯导导航定位方法[J].中国惯性技术学报,2014,22(06):719-723.下载地址提取码:e83m1、主要内容:对纯惯导的导航数据处理方法进行了改进。2...

  07-31这些类C语言怎么上机调试啊, 看明白就行吗?要都调试一遍吗? 学到怎样程度? 谢谢。论坛

  08-03惯性仪器测试与数据分析 2012年 本书比较全面地介绍了陀螺仪、加速度计和惯性导航系统的测试原理以及典型的数据分析方法。本书可作为导航制导与控制,仪器仪表等相关专业的本科生和研究生的教学用书以及参考书下载

  实用算法的集锦 有一些是我们的上机程序 有一些是课后练习 里面都是拿C程序写好的源码 可以正确运行 好资源值得下载!

  资源包含了对陀螺仪数据的allan分析的源代码,原始数据,已经相关文档,对于理解及掌握allan分析具有重要的帮助

  包括滤波初始对准仿真,罗经法初始对准仿真,捷联惯导解算仿真,组合卡尔曼滤波等演示程序及其必需的参数矩阵转换程序等。亲测有效,运行效果良好

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  感觉自己提高很快,严老师不愧是泰斗级人物,觉得他特别能把基本的概念说清,对于我这一个迷途知返者,是再合适不过的了,谢谢严老师了。同时,由于实现一些算法要用C写,我发现一个问题,vc6.0sp6居然和卡...

  博客已转到/h4

  用6轴陀螺仪芯片MPU6050和信号强度进行位置定位,关于kalman滤波部分实时调参的c代码

  本文来自网易云社区作者:孙娇UIWebView是苹果继承于UIView封装的一个加载web内容的类,它可以加载任何远端的web数据展示在你的页面上,你可以像浏览器一样前进后退刷新等操作。不过苹果在iO...

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