某產(chǎn)品姿態(tài)測(cè)量及參數(shù)解算研究.pdf

1、水下產(chǎn)品作為開(kāi)發(fā)海洋資源的重要工具，對(duì)產(chǎn)品在水下的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和軌跡的準(zhǔn)確測(cè)量對(duì)海洋探測(cè)工作意義重大。因此研究產(chǎn)品的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡的解算算法是還原產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　　針對(duì)某產(chǎn)品的水下測(cè)試的需要，本論文提出了運(yùn)用MTi慣性測(cè)量傳感器和壓力傳感器分別測(cè)量產(chǎn)品的三軸加速度、角速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度和入水深度等參數(shù)，事后用四元數(shù)法與卡爾曼濾波融合算法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)軌跡的測(cè)量的新方案。論文主要從以下幾個(gè)角度來(lái)論述。
　　（1）產(chǎn)品姿

2、態(tài)算法的研究，基于產(chǎn)品姿態(tài)的參照坐標(biāo)系和姿態(tài)定義，提出了姿態(tài)算法的整體架構(gòu)：初始姿態(tài)對(duì)準(zhǔn)，用陀螺數(shù)據(jù)更新姿態(tài)信息，離散卡爾曼濾波算法融合系統(tǒng)測(cè)量參數(shù)估計(jì)出產(chǎn)品最優(yōu)姿態(tài)角。分析并仿真了不同的陀螺數(shù)據(jù)更新算法，并與標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)對(duì)比，最終結(jié)合工程實(shí)用性選擇了四元數(shù)龍格庫(kù)塔算法。針對(duì)單一使用四元數(shù)法進(jìn)行姿態(tài)解算的誤差較大的情況，提出了離散卡爾曼濾波數(shù)據(jù)融合算法模型，仿真結(jié)果表明經(jīng)過(guò)融合算法處理后，姿態(tài)角的解算精度顯著提高。
　　（2）產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)