




版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、用四元數(shù)法的捷聯(lián)慣性導航姿態(tài)解算程序close all;clear all;%重力產(chǎn)生的加速度矢量g=9.80142;%單位9.8m/s2G=0,0,-g'%*讀入數(shù)據(jù)%*讀入陀螺儀的數(shù)據(jù)gyro_x=load('gyrox.txt');gyro_y=load('gyroy.txt');gyro_z=load('gyroz.txt');%*讀入加速度計的數(shù)據(jù)*%acc_rate=3/1024;acc_x =load('acceleratex.txt');acc_y =load('acceleratey.txt
2、9;);acc_z=load('acceleratez.txt');%加速度數(shù)字轉(zhuǎn)換為模擬電壓data_acc=acc_x;acc_y;acc_z;data_acc=data_acc/1024*3%將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應的加速度值%*%加速度計三個軸向的零點電壓%zero_ax=?%zero_ay=?%zero_az=?%加速度計三個軸向的電壓/加速度比值%rate_ax=? %單位是m/s2/V%rate_ay=?%rate_az=?%acc_x=acc_x*acc_rate;%acc_y=acc_y*acc_rate;%acc_z=acc_z*acc_rate;aver_acc_
3、x=mean(acc_x)aver_acc_y=mean(acc_y)aver_acc_z=mean(acc_z)%采樣時間dtime=0.01;tm=0:dtime:0.01* (size(gyro_x,2)-1);%個數(shù)numn_point=size(gyro_x,2);%圖1figureplot(tm,data_acc(1,:),'-',tm,data_acc(2,:),'.',tm,data_acc(3,:),'-.');title('加速度計的采樣曲線');legend('x_ACC','Y_AC
4、C','Z_ACC');xlabel('Time / (10ms)');ylabel('Accelerate/ (m/s'')');grid on;%plot(tm,acc_x,'-',tm,acc_y,'.',tm,acc_z,'-.');%title('加速度的計的采樣曲線'):%對采樣曲線進行低通濾波a=1,2,4,2,1;%gyro_x=filter(a/sum(a),1,gyro_x);%gyro_y=filter(a/sum(a),1,gyro_y
5、);%gyro_z=filter(a/sum(a),1,gyro_z);%比例變換gyro_x=gyro_x/1024*3/0.6;gyro_y=gyro_y/1024*3/0.6;gyro_z=gyro_z/1024*3/0.6;%零點電壓-陀螺儀,取前80個數(shù)的平均電壓zero_gx=sum(gyro_x(1:80)/80zero_gy=sum(gyro_y(1:80)/80zero_gz=sum(gyro_z(1:80)/80%減去零點gyro_x=(gyro_x-zero_gx)/0.0125/180*pi;gyro_y=(gyro_y-zero_gy)/0.0125/180*pi;g
6、yro_z=(gyro_z-zero_gz)/0.0125/180*pi;%gyro_x=(gyro_x-2.5)/0.0125/180*pi;%gyro_y=(gyro_y-2.5)/0.0125/180*pi;%gyro_z=(gyro_z-2.5)/0.0125/180*pi;%測試數(shù)據(jù)accelerate=zeros(3,n_point);accelerate(1,1:100)=10;accelerate(1,101:200)=-10; accelerate(1,201:300)=0;%陀螺儀數(shù)據(jù)gyro_x=zeros(1,n_point);gyro_y=zeros(1,n_poin
7、t);gyro_z=zeros(1,n_point);gyro_z(1:100)=pi/3;gyro_z(101:200)=-pi/3;%重力軸始終有加速度accelerate(3,:)=accelerate(3,:)+9.8;figureplot(tm,accelerate(1,:),'-',tm,accelerate(2,:),'.',tm,accelerate(3,:),'-.');title('加速度計的采樣曲線');legend('x_ACC','Y_ACC','Z_ACC'
8、;);xlabel('Time / (10ms)');ylabel('Accelerate/ (m/s'')');grid on;%畫出陀螺儀的采樣曲線figureplot(tm,gyro_x,'r-',tm,gyro_y,'g.',tm,gyro_z,'b-.');title('陀螺儀的采樣曲線');legend('x_Gyro','Y_Gyro','Z_Gyro');xlabel('Time / (10ms)');y
9、label('Angel_rate/ (degree/s)');grid on;%size(gyro_x)%size(gyro_y)%size(gyro_z)data_gyro=gyro_x;gyro_y;gyro_z;%轉(zhuǎn)移矩陣-即方向余弦矩陣T=eye(3); %T是3*3的單位矩陣,初始轉(zhuǎn)移矩陣 %四元數(shù)矩陣,存儲每步更新之后的四元數(shù),方便以后繪圖Q=zeros(4,n_point);%四元數(shù)的初始值確定,假定一開始導航坐標系與載體坐標系是重合的,因此方向余弦矩陣,是單位矩陣,利用它們之間的關(guān)系確定四元數(shù)的初始值。 Q(1,1)=0.5
10、*sqrt(1+T(1,1)+T(2,2)+T(3,3); Q(2,1)=0.5*sqrt(1+T(1,1)-T(2,2)-T(3,3); Q(3,1)=0.5*sqrt(1-T(1,1)+T(2,2)-T(3,3); Q(4,1)=0.5*sqrt(1-T(1,1)-T(2,2)+T(3,3);%參見捷聯(lián)慣性導航技術(shù)31頁3.64式 在旋轉(zhuǎn)90度時不適用 %Q(1,1)=0.5*sqrt(1+T(1,1)+T(2,2)+T(3,3);%Q(2,1)=
11、1/4/Q(1,1)*(T(3,2)-T(2,3);%Q(3,1)=1/4/Q(1,1)*(T(1,3)-T(3,1);%Q(4,1)=1/4/Q(1,1)*(T(2,1)-T(1,2);%求姿態(tài)角矩陣ANGLE=zeros(3,n_point);%angle1代表繞X軸轉(zhuǎn)過的角度,2代表Y軸,3代表Z軸%方向余弦矩陣到歐拉角的轉(zhuǎn)換關(guān)系,這里注意旋轉(zhuǎn)順序是Z-Y-X,參考文獻<<一種全新的全角度元元數(shù)與歐拉角的轉(zhuǎn)換算法>>%位置矩陣position=zeros(3,n_point);
12、160; %位置矩陣velocity=zeros(3,n_point);%速度矩陣%重力加速度%acc_g=0,0,-9.8'qh=0,0,0,0;for i=1:n_point %開始循環(huán) if i>1 velocity(:,i)=(T*accelerate(:,i-1)
13、+T*accelerate(:,i)/2+G)*dtime+velocity(:,i-1);%要考慮到重力的影響,假定重量方向與子軸方向一致 position(:,i)=position(:,i-1)+(velocity(:,i-1)+velocity(:,i)*dtime/2; end %計算歐拉角,假定俯仰角在+_90度范圍移動,而滾動角和偏航角在+-180度范圍內(nèi)取值 %ANGLE(1,i)=atan(T(2,3)/T(3,3); %ANGLE(2,i)=asin(-T(1,3);
14、 %ANGLE(3,i)=atan(T(1,2)/T(1,1); if T(3,3)>0 %根據(jù)物理意義不可能出現(xiàn)0 ANGLE(1,i)=-atan(T(2,3)/T(3,3);else ANGLE(1,i)=-pi*sign(T(2,3)-atan(T(2,3)/T(3,3); end%俯仰角ANGLE(2,i)=-asin(-T(1,3);%偏航角if T(1,1)>0%公式似乎有誤,直接按公式計算是負值 ANGLE(3,
15、i)=-atan(T(1,2)/T(1,1);else ANGLE(3,i)=-pi*sign(T(1,2)-atan(T(1,2)/T(1,1);end ANGLE(1,i)=atan(T(3,2)/T(3,3); ANGLE(2,i)=asin(-T(3,1); ANGLE(3,i)=atan(T(2,1)/T(1,1);%更新四元數(shù) if i<n_point %如果還沒有到超出數(shù)組范圍 t
16、heta=data_gyro(:,i)*dtime;%角度向量 dtheta=sqrt(theta'*theta); %i要保證當theta為零時算法仍有關(guān)效 if dtheta=0 qh=1,0,0,0; &
17、#160; else %換用簡化算法試驗結(jié)果 %qh=cos(dtheta);theta*sin(dtheta/2)/dtheta; qh=1;0.5*theta; end % 更
18、新四元數(shù) Q(:,i+1)=qh(1),-qh(2),-qh(3),-qh(4); qh(2),qh(1),-qh(4),qh(3); qh(3),qh(4),qh(1),-qh(2); qh(4),-qh(3),qh(2),qh(1)*Q(:,i); %更新方向方向余弦矩陣 T=1-2*(Q(3,i+1)*Q(3,i+1)+Q(4,i)*Q(4,i+1) 2*(Q(2
19、,i+1)*Q(3,i+1)-Q(1,i+1)*Q(4,i+1) 2*(Q(2,i+1)*Q(4,i+1)+Q(1,i+1)*Q(3,i+1); 2*(Q(2,i+1)*Q(3,i+1)+Q(1,i+1)*Q(4,i+1) 1-2*(Q(2,i+1)*Q(2,i+1)+Q(4,i+1)*Q(4,i+1) 2*(Q(3,i+1)*Q(4
20、,i+1)-Q(1,i+1)*Q(2,i+1); 2*(Q(2,i+1)*Q(4,i+1)-Q(1,i+1)*Q(3,i+1) 2*(Q(3,i+1)*Q(4,i+1)+Q(1,i+1)*Q(2,i+1) 1-2*(Q(2,i+1)*Q(2,i+1)+Q(3,i+1)*Q(3,i+1); %得到姿態(tài)矩陣 end
21、 end figure ANGLE=ANGLE*180/pi;plot(tm,ANGLE(1,:),'r-',tm,ANGLE(2,:),'g.',tm,ANGLE(3,:),'b-.');legend('Pitch Angel','Roll Angel','Yaw Angel');title('Gesture Calculation');xlabel('Time / (10ms)');ylabel(&
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 春節(jié)綠色閱讀活動方案
- 名醫(yī)工程實施方案
- (2025年)貴州省遵義市-協(xié)警輔警筆試真題含答案
- 2025至2030Aersol除塵行業(yè)市場占有率及投資前景評估規(guī)劃報告
- 農(nóng)村集體經(jīng)濟參與生態(tài)建設(shè)與可持續(xù)發(fā)展的途徑
- 2025-2030中國鉆井液設(shè)備(DFE)行業(yè)市場發(fā)展趨勢與前景展望戰(zhàn)略研究報告
- 服務貿(mào)易活動方案
- 機關(guān)國慶活動方案
- 普通話活動語言活動方案
- 村委志愿活動方案
- 2025年法律職業(yè)資格考試民法專項練習卷:公司法真題匯編
- 2025-2030鋁材行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展策略研究報告
- 危險性較大的分部分項工程專項施工方案嚴重缺陷清單(試行)2025解讀
- 湖南長沙市青竹湖湘一外國語學校2025屆七下生物期末經(jīng)典模擬試題含解析
- 浙江國企招聘2025紹興市鏡湖開發(fā)集團有限公司下屬國企招聘11人筆試參考題庫附帶答案詳解
- 廣東2025年中考模擬數(shù)學試卷試題及答案詳解
- 山東省濟南市歷城區(qū)圖片版2025年六年級下學期調(diào)研數(shù)學試卷含解析
- 4-11-01-01 國家職業(yè)標準供電服務員 (2025年版)
- 2025至2030中國正極補鋰劑市場供給格局狀與發(fā)展態(tài)勢報告
- 四川省宜賓市敘州區(qū)2025屆五下數(shù)學期末質(zhì)量跟蹤監(jiān)視試題含答案
- 2025年第九屆“學憲法、講憲法”活動知識競賽測試題庫及答案
評論
0/150
提交評論