基于多传感器信息融合的机器人姿态测量系统

针对履带式机器人的实时姿态测量,单独采用陀螺仪或加速度计和磁强计求解存在精度低,易受外界干扰等问题,对多传感器信息融合算法进行研究,采用四元数表征机器人的姿态,通过卡尔曼滤波算法对各传感器信息进行融合。系统状态方程由陀螺仪数据通过四阶龙格-库塔法构建,提高求解的精度;观测方程由加速度计与磁强计数据通过分离式四元数法构建,节省硬件计算时间。以STM32控制器为核心设计姿态测量系统,实验结果表明,该系统可有效融合各传感器信息,所得俯仰角和橫滚角误差在±1°以内,航向角误差在±2°以内,满足机器人对姿态精度的要求。