主要内容gydF4y2Ba

明显gydF4y2Ba

从加速度计,陀螺仪和磁力计读数的方向gydF4y2Ba

  • 库:gydF4y2Ba
  • 导航工具箱工具箱/多传感器定位/导航过滤器gydF4y2Ba

    传感器融合和跟踪工具箱/多传感器定位/导航滤波器gydF4y2Ba

  • 明显块gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba明显gydF4y2Ba金宝app®gydF4y2Ba块熔断加速度计、磁力计和陀螺仪传感器数据来估计设备方向。gydF4y2Ba

港口gydF4y2Ba

输入gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

加速度计在传感器体坐标系中的读数,单位为m/sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为gydF4y2BaNgydF4y2Ba实标量的- × 3矩阵。gydF4y2BaNgydF4y2Ba样品的数量是多少,三列是多少gydF4y2BaAccelgydF4y2Ba代表(gydF4y2BaxgydF4y2BaygydF4y2BazgydF4y2Ba)测量,分别。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

陀螺仪在传感器体坐标系中的读数,单位为rad/s,指定为gydF4y2BaNgydF4y2Ba实标量的- × 3矩阵。gydF4y2BaNgydF4y2Ba样品的数量是多少,三列是多少gydF4y2Ba陀螺gydF4y2Ba代表(gydF4y2BaxgydF4y2BaygydF4y2BazgydF4y2Ba)测量,分别。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

磁强计在传感器体坐标系中的读数,用µT表示,表示为gydF4y2BaNgydF4y2Ba实标量的- × 3矩阵。gydF4y2BaNgydF4y2Ba样品的数量是多少,三列是多少gydF4y2BamagReadingsgydF4y2Ba代表(gydF4y2BaxgydF4y2BaygydF4y2BazgydF4y2Ba)测量,分别。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

输出gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

传感器本体框架相对于导航框架的方向,返回为gydF4y2Ba米gydF4y2Ba-4倍标量数组或3倍3倍-gydF4y2Ba米gydF4y2Ba旋转矩阵的数组。每一行都是gydF4y2BaNgydF4y2Ba假设-by-4数组是a的四个元素gydF4y2Ba四元数gydF4y2Ba(传感器融合与跟踪工具箱)gydF4y2Ba.输入样本的数量,gydF4y2BaNgydF4y2Ba,gydF4y2Ba大量毁灭的因素gydF4y2Ba参数确定输出大小gydF4y2Ba米gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

在传感器体坐标系中去除陀螺仪偏差的角速度(rad/s),返回为gydF4y2Ba米gydF4y2Ba实标量的-by-3数组。输入样本的数量,gydF4y2BaNgydF4y2Ba,gydF4y2Ba大量毁灭的因素gydF4y2Ba参数确定输出大小gydF4y2Ba米gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

参数gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

主要gydF4y2Ba

导航参考框架,指定为gydF4y2Ba内德gydF4y2Ba(North-East-Down)或gydF4y2BaENU表示gydF4y2Ba(东北向上)。gydF4y2Ba

用于降低输入传感器数据率的抽取因子,指定为正整数。gydF4y2Ba

输入的行数——gydF4y2BaAccelgydF4y2Ba,gydF4y2Ba陀螺gydF4y2Ba,gydF4y2Ba玛格gydF4y2Ba——必须是抽取因子的倍数。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

初始过程噪声,指定为实标量的12 × 12矩阵。默认值,gydF4y2Baahrsfilter.defaultProcessNoisegydF4y2Ba,是一个12 × 12的对角矩阵:gydF4y2Ba

列1到6 0 0 0 0 0 0 0.000006092348396 0.000006092348396 0.000006092348396 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.000076154354947 0.000076154354947 0.000076154354947 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0列7到12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000.009623610000000 0 0 0 0 0 0 0.009623610000000 0 0 0 0 0 0 0.009623610000000 0 0 0 0 0 0 0.600000000000000 0 0 0 0 0 0 0.600000000000000 0 0 0 0 0 0 0.600000000000000

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

输出方向格式,指定为gydF4y2Ba“四元数”gydF4y2Ba或gydF4y2Ba旋转矩阵的gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

  • “四元数”gydF4y2Ba——输出是一个gydF4y2Ba米gydF4y2Ba实标量的- × 4数组。数组的每一行代表a的四个分量gydF4y2Ba四元数gydF4y2Ba(传感器融合与跟踪工具箱)gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

  • 旋转矩阵的gydF4y2Ba——输出是一个3x3x-gydF4y2Ba米gydF4y2Ba旋转矩阵。gydF4y2Ba

输出的大小gydF4y2Ba米gydF4y2Ba取决于输入维度gydF4y2BaNgydF4y2Ba和gydF4y2Ba大量毁灭的因素gydF4y2Ba参数。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba烧焦gydF4y2Ba|gydF4y2Ba字符串gydF4y2Ba

  • 解释执行gydF4y2Ba-使用MATLAB仿真模型gydF4y2Ba®gydF4y2Ba翻译。这个选项缩短了启动时间。在gydF4y2Ba解释执行gydF4y2Ba模式下,可以调试块的源代码。gydF4y2Ba

  • 代码生成gydF4y2Ba-使用生成的C代码模拟模型。第一次运行模拟时,Simulink会为块生成C代码。只要模型没有更改,C代码将重新用于后续模拟。此选项需要额外的启动时间。金宝appgydF4y2Ba

测量噪声gydF4y2Ba

加速度计信号噪声的方差(m/s)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为正实标量。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

陀螺仪信号噪声的方差(rad/s)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为正实标量。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

磁强计信号噪声的方差(μT)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为正实标量。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

陀螺仪偏移漂移方差(rad/s)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为正实标量。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

环境噪声gydF4y2Ba

线性加速度噪声的方差(m/s)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为正实标量。线性加速度模型为低通滤波白噪声过程。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

磁干扰噪声的方差(μT)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,指定为实有限正标量。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

线性加速度漂移的衰减系数,指定为[0,1]范围内的标量。如果线性加速度变化快,请将该参数设置为较低的值。如果线性加速度变化较慢,请将该参数设置为较高值。线性加速度漂移被建模为低通滤波白噪声过程。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

磁干扰的衰减系数,指定为[0,1]范围内的一个正标量。磁扰动模型为一阶马尔可夫过程。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

磁场强度,单位为μT,表示实正标量。磁场强度是对地球当前位置磁场强度的估计。gydF4y2Ba

数据类型:gydF4y2Ba单gydF4y2Ba|gydF4y2Ba双gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

全部展开gydF4y2Ba

注:以下算法仅适用于NED参考帧。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba明显gydF4y2Ba块采用中描述的九轴卡尔曼滤波结构gydF4y2Ba[1]gydF4y2Ba(传感器融合与跟踪工具箱)gydF4y2Ba.该算法尝试跟踪方向误差、陀螺仪偏移、线加速度和磁干扰,以输出最终方向和角速度。间接卡尔曼滤波器不是直接跟踪方向,而是模拟误差过程,gydF4y2BaxgydF4y2Ba,并进行递归更新:gydF4y2Ba

xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba θgydF4y2Ba kgydF4y2Ba bgydF4y2Ba kgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba kgydF4y2Ba dgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba =gydF4y2Ba FgydF4y2Ba kgydF4y2Ba [gydF4y2Ba θgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba bgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba dgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba +gydF4y2Ba wgydF4y2Ba kgydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BaxgydF4y2BakgydF4y2Ba是一个12乘1的向量,包括:gydF4y2Ba

  • θgydF4y2BakgydF4y2Ba——3乘1的方向误差矢量,以度数表示gydF4y2BakgydF4y2Ba

  • bgydF4y2BakgydF4y2Ba–3×1陀螺仪零角速率偏置矢量,单位为度/秒,时间gydF4y2BakgydF4y2Ba

  • 一个gydF4y2BakgydF4y2Ba——在传感器帧中测量的3 × 1加速度误差矢量,单位为g,在时间gydF4y2BakgydF4y2Ba

  • dgydF4y2BakgydF4y2Ba—在传感器框架中测量的磁干扰误差矢量,以µT表示gydF4y2BakgydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BawgydF4y2BakgydF4y2Ba是一个12乘1的加性噪声向量吗gydF4y2BaFgydF4y2BakgydF4y2Ba为状态转换模型。gydF4y2Ba

因为gydF4y2BaxgydF4y2BakgydF4y2Ba定义为错误处理,gydF4y2Ba先天的gydF4y2Ba估计总是零,因此状态转移模型,gydF4y2BaFgydF4y2BakgydF4y2Ba,为零。此洞察导致标准Kalman方程的以下简化:gydF4y2Ba

标准卡尔曼滤波方程:gydF4y2Ba

xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba =gydF4y2Ba FgydF4y2Ba kgydF4y2Ba xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba =gydF4y2Ba FgydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba +gydF4y2Ba FgydF4y2Ba kgydF4y2Ba TgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ygydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba zgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba RgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba TgydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba TgydF4y2Ba (gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba kgydF4y2Ba )gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba =gydF4y2Ba xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba +gydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ygydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba −gydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba

算法中使用的卡尔曼方程:gydF4y2Ba

xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba kgydF4y2Ba ygydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba zgydF4y2Ba kgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba RgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba TgydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba TgydF4y2Ba (gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba kgydF4y2Ba )gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba xgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba =gydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba ygydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba +gydF4y2Ba =gydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba −gydF4y2Ba KgydF4y2Ba kgydF4y2Ba HgydF4y2Ba kgydF4y2Ba PgydF4y2Ba kgydF4y2Ba −gydF4y2Ba

地点:gydF4y2Ba

  • xgydF4y2BakgydF4y2Ba−gydF4y2Ba——预测(gydF4y2Ba先天的gydF4y2Ba)状态估计;错误的过程gydF4y2Ba

  • PgydF4y2BakgydF4y2Ba−gydF4y2Ba——预测(gydF4y2Ba先天的gydF4y2Ba)估计协方差gydF4y2Ba

  • ygydF4y2BakgydF4y2Ba——创新gydF4y2Ba

  • 年代gydF4y2BakgydF4y2Ba——创新协方差gydF4y2Ba

  • KgydF4y2BakgydF4y2Ba——卡尔曼增益gydF4y2Ba

  • xgydF4y2BakgydF4y2Ba+gydF4y2Ba–更新(gydF4y2Ba后验gydF4y2Ba)状态估计gydF4y2Ba

  • PgydF4y2BakgydF4y2Ba+gydF4y2Ba–更新(gydF4y2Ba后验gydF4y2Ba)估计协方差gydF4y2Ba

kgydF4y2Ba表示迭代,上标gydF4y2Ba+gydF4y2Ba代表一个gydF4y2Ba后验gydF4y2Ba估计和上标gydF4y2Ba−gydF4y2Ba代表一个gydF4y2Ba先天的gydF4y2Ba估计。gydF4y2Ba

图和下面的步骤描述了通过算法的基于单一帧的迭代。gydF4y2Ba

在第一次迭代之前gydF4y2Ba加速度计gydF4y2Ba,gydF4y2BagyroReadingsgydF4y2Ba,gydF4y2BamagReadingsgydF4y2Ba输入被分块gydF4y2Ba决定因素gydF4y2Ba3帧。对于每个块,算法使用当前加速度计和磁力计读数对应的块陀螺仪读数。gydF4y2Ba

工具书类gydF4y2Ba

Roetenberg, D., H.J. Luinge, C.T.M. Baten和P.H. Veltink。磁扰动补偿改善了人体节段定位的惯性和磁传感。gydF4y2Ba神经系统与康复工程学报gydF4y2Ba.卷。13。2005年第3期,第395-405页。gydF4y2Ba

扩展功能gydF4y2Ba

C / c++代码生成gydF4y2Ba
使用Simulink®Coder™生成C和c++代码。金宝appgydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba

介绍了R2020agydF4y2Ba