CAJ | 학술논문

融合微型惯性和磁传感器数据能够用于实时跟踪人体肢体运动、或估计某一运动刚体姿态.这里,三维加速计被用来测量传感器坐标系下的重力向量,用于确定相对于水平面的方向;三维磁力计测量得到传感器坐标系下的磁场强度向量,用来确定垂直轴上的旋转;三维陀螺仪测量角速度,通过积分可以得到角度.重力向量受人体运动加速度的干扰,磁场强度受周围环境磁感物质的干扰,而角速度在积分过程中也会引入随时间增长的漂移,所以需要融合这3种观测量.提出了一种自适应Kalman滤波的姿态估计算法AKF,通过加速度与磁场强度计算得到的姿态来做观测量与角速度融合,将非线性观测方程线性化,从而降低了计算复杂度;磁场的干扰不会影响Pitch和Roll两个角的估计;而对于运动加速度的干扰,通过自适应调整滤波器中的观测噪声协方差矩阵来抵除.算法的稳定性和精确性在实验中得到了有效验证.
융합미형관성화자전감기수거능구용우실시근종인체지체운동、혹고계모일운동강체자태.저리,삼유가속계피용래측량전감기좌표계하적중력향량,용우학정상대우수평면적방향;삼유자력계측량득도전감기좌표계하적자장강도향량,용래학정수직축상적선전;삼유타라의측량각속도,통과적분가이득도각도.중력향량수인체운동가속도적간우,자장강도수주위배경자감물질적간우,이각속도재적분과정중야회인입수시간증장적표이,소이수요융합저3충관측량.제출료일충자괄응Kalman려파적자태고계산법AKF,통과가속도여자장강도계산득도적자태래주관측량여각속도융합,장비선성관측방정선성화,종이강저료계산복잡도;자장적간우불회영향Pitch화Roll량개각적고계;이대우운동가속도적간우,통과자괄응조정려파기중적관측조성협방차구진래저제.산법적은정성화정학성재실험중득도료유효험증.