[發(fā)明專利]基于角速度和勒讓德近似的慣性測量單元?dú)W拉角輸出方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310089193.8
• 申請日: 2013-03-20
• 公開（公告）號: CN103162688A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史忠科
• 申請（專利權(quán)）人: 西安費(fèi)斯達(dá)自動化工程有限公司
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于角速度和勒讓德近似的慣性測量單元?dú)W拉角輸出方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

（1）根據(jù)歐拉方程:

式中：ψ分別指滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航角；p,q,r分別為滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航角速度；全文參數(shù)定義相同；這三個(gè)歐拉角的計(jì)算按照依次求解俯仰角、滾轉(zhuǎn)角、偏航角的步驟進(jìn)行；滾轉(zhuǎn)、俯仰、偏航角速度p,q,r的展開式分別為

p(t)=[p0p1···pn-1pn][ξ0(t)ξ1(t)···ξn-1(t)ξn(t)]T]]>

q(t)=[q0q1···qn-1qn][ξ0(t)ξ1(t)···ξn-1(t)ξn(t)]T]]>

r(t)=[r0r1···rn-1rn][ξ0(t)ξ1(t)···ξn-1(t)ξn(t)]T]]>

其中

ξ0(t)=1ξ1(t)=2t/b-1ξ2(t)=6(t/b)2-6(t/b)+1···(i+1)ξi+1(t)=(2i+1)ξ1(t)ξi(t)-iξi-1(t)i=2,3,···,n-1,0≤t≤NT,b=NT]]>

為勒讓德正交多項(xiàng)式的遞推形式，T為采樣周期，p_i,q_i,r_i(i=0,1,2,…,n)為p,q,r的展開式的系數(shù)；全文符號定義相同；

（2）俯仰角的時(shí)間更新求解式為：

式中：k=0,1,2,…,N-1，

當(dāng)p,q,r的展開式最高次項(xiàng)n為奇數(shù)時(shí)，m=2,4,…,n+1，高次項(xiàng)n為偶數(shù)時(shí)m=3,5,…,n+1；

（3）在已知俯仰角的情況下，滾轉(zhuǎn)角的時(shí)間更新求解式為：

其中

（4）在俯仰角、滾轉(zhuǎn)角已知情況下，偏航角的輸出式為：

ψ(t)=ψ(kT)+∫kTt[b1(t)+b2(t)]dt]]>

式中：

偏航角通常有測量，慣性測量單元在離散時(shí)間kT(k=0,1,2,…,N)時(shí)刻輸出的偏航角為：

ψ^(kT)=(1-ζk)ψ(kT)+ζkψm(kT)]]>

式中：為慣性測量單元在離散時(shí)間kT時(shí)刻偏航角的輸出值，ψ_m(kT)為偏航角傳感器在離散時(shí)間kT時(shí)刻的測量值，0.2<ζ_k<1為給定系數(shù)。