一種改進擴展卡爾曼的四旋翼姿態(tài)估計算法

　　為了提高標準擴展卡爾曼姿態(tài)估計算法的精確度和快速性，將運動加速度抑制的動態(tài)步長梯度下降算法融入擴展卡爾曼中，提出一種改進擴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行非線性觀測，消除標準擴展卡爾曼算法在線性化時帶來的線性化誤差，提高算法的準確性和快速性；對梯度下降法的梯度步長進行動態(tài)處理，使算法步長與四旋翼飛行器的運動合角速度成正比，增強微型四旋翼飛行器姿態(tài)解算的動態(tài)性能；對強機動運動過程中機體產(chǎn)生的運動加速度進行抑制處理，消除運動加速度對姿態(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。為了驗證所設(shè)計算法的可行性和有效性，基于STM32單片機搭建四旋翼實驗平臺系統(tǒng)進行實時在線性能驗證。結(jié)果表明，所設(shè)計算法能提高四旋翼飛行器在強機動、高速運動情況下的姿態(tài)跟蹤精度、動態(tài)性能，增強姿態(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。