一種改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計算法

　　為了提高標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展卡爾曼姿態(tài)估計算法的精確度和快速性，將運(yùn)動加速度抑制的動態(tài)步長梯度下降算法融入擴(kuò)展卡爾曼中，提出一種改進(jìn)擴(kuò)展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計算法。該算法在卡爾曼測量更新中采用梯度下降法進(jìn)行非線性觀測，消除標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展卡爾曼算法在線性化時帶來的線性化誤差，提高算法的準(zhǔn)確性和快速性；對梯度下降法的梯度步長進(jìn)行動態(tài)處理，使算法步長與四旋翼飛行器的運(yùn)動合角速度成正比，增強(qiáng)微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的動態(tài)性能；對強(qiáng)機(jī)動運(yùn)動過程中機(jī)體產(chǎn)生的運(yùn)動加速度進(jìn)行抑制處理，消除運(yùn)動加速度對姿態(tài)解算的不利影響，提高了微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的跟蹤精度。為了驗(yàn)證所設(shè)計算法的可行性和有效性，基于STM32單片機(jī)搭建四旋翼實(shí)驗(yàn)平臺系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時在線性能驗(yàn)證。結(jié)果表明，所設(shè)計算法能提高四旋翼飛行器在強(qiáng)機(jī)動、高速運(yùn)動情況下的姿態(tài)跟蹤精度、動態(tài)性能，增強(qiáng)姿態(tài)融合算法的抗干擾性，保證微型四旋翼飛行器的穩(wěn)定飛行。