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如何使用信息融合进行角度传感器的设计及实现

消耗积分:3 | 格式:pdf | 大小:0.51 MB | 2019-04-07

影心云溪

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　　为了准确测量非稳定平台系统偏离平衡位置的角度值， 在对数据融合技术进行综合研究的基础上， 提出了基于多传感器数据融合的补偿滤波器融合方案。针对倾角传感器的滞后性和角速度传感器的零点漂移， 进行了一系列的试验， 校正了补偿滤波器的参数。对于补偿滤波器的性能进行了试验验证， 试验结果证明， 补偿滤波器可以有效补偿倾角传感器的滞后和角速度传感器的漂移。

　　非稳定平台像传统的倒立摆一样， 本身是一个自然不稳定体， 必须施加十分强有力的控制手段才能使之稳定。由于它的行为与火箭飞行以及两足机器人行走有很大的相似性， 因而对其研究具有重大的理论和实践意义 。对于非稳定平台的平衡控制， 首先要解决的是系统偏离平衡位置角度值的准确测量， 也就是角度实时信息的正确估计。

　　在平台的角度测量系统中， 通常采用一个角速度传感器和一个倾角传感器来进行信息采集。角速度传感器在静止不运动时存在着静态均值， 并且随着时间变化产生零点漂移。为了得到精确的测量角速度， 每次测量中必须消除它的静态均值。而倾角由于自身的内在原因， 输出的角度信号总会有一定的滞后性。角速度传感器的零点漂移及倾角传感器滞后性都表明： 选用任意一种传感器都不能提供充分可靠的角度实时信息。传统的解决方法就是采用价格昂贵的高精度传感器， 随着多传感器融合技术的发展， 寻找一种低成本的解决办法已经成为可能。

　　作者提出了一种基于多传感器数据融合的低成本、宽频带的平台姿态检测传感器， 介绍了该方法的结构组成、工作原理、制作方法和性能测试。

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