基于 Kalman 滤波的磁力计动态标定与惯性传感器对准
机器人学
2016-12-06 v1
摘要
磁力计和惯性传感器广泛应用于姿态估计。磁力计的使用通常较为麻烦，因为它容易受到机载或环境磁场干扰的影响。机载软铁材料不仅会扭曲磁场，还会扭曲磁力计传感器坐标系及其相对于惯性传感器的跨传感器失准角。将磁力计和惯性传感器信息统一到公共坐标系中是十分必要的。现有方法要么将问题拆分为依次进行的内部标定和跨传感器标定，要么依赖于静止的加速度计测量，这在动态条件下是不可行的。本文将磁力计标定及与惯性传感器的对准表述为一个状态估计问题，并联合求解磁力计内部标定、跨传感器标定以及陀螺仪偏置估计。我们推导了该问题全局可观测的充分条件，即使在完全不使用加速度计信息的情况下亦然。设计了扩展 Kalman 滤波器来实现状态估计，全面的测试数据结果表明了所提方法的优越性能。它对加速度干扰免疫，且潜在适用于任何动态条件。
引用
@article{arxiv.1612.01044,
title = {Dynamic Magnetometer Calibration and Alignment to Inertial Sensors by Kalman Filtering},
author = {Yuanxin Wu and Danping Zou and Peilin Liu and Wenxian Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.01044},
year = {2016}
}
备注
IEEE Trans. on Control System Technology, 2016