IMU 速度估计的代码示例

Question

您是否知道在哪里可以找到根据 IMU（惯性测量单元、加速度计 + 陀螺仪 + 磁力计）数据进行速度估计的代码/示例？
我根据 IMU 静止的数据计算了偏差。我想用某种滤波器（卡尔曼/互补）实现速度估计，到目前为止找不到任何滤波器。
我还有相机速度估计，也许它可以作为某种融合提供帮助？

Answer 1

我没有完全适合您的情况的示例代码。但这种方法可以帮助（基于过去的经验），

卡尔曼滤波器：

1. 决定并制定状态X，控制输入U，输出，预测和观测方程。
2. 实现/重用卡尔曼滤波器的一些实现。这是一个基于 Simulink 的实现供参考。
3. 设置测量噪声和预测误差方差。稍后可能需要一些微调。
4. 验证 KF 是否针对某些参考工作。如果您有其他方法来测量速度，请对照它检查 KF 速度。

状态和控制输入：

数组

1. 状态可以是包含线速度 [Vx、Vy、Vz]
2. 角速度 [omega_x、omega_y、omega_z]
3. 陀螺仪偏差的 。这种偏差基本上是恒定的，但会随着温度和其他因素而变化。 KF 将使用加速度计测量来校正陀螺仪偏差。
4. 加速度计的偏差。这种偏差基本上是恒定的，但会随着温度和其他因素而变化。 KF 将使用摄像机速度来校正加速度偏差。
5. 方向（欧拉角或四元数）

控制输入不必是发送到执行器的实际命令。
在这种情况下，控制输入可以是净力或净加速度，即

加速度计数据（即比力）+重力加速度

预测方程：

预测方程根据当前状态和控制输入预测下一个时间步的状态。

此MathWorks 文档为与 IMU 相关的预测方程提供了很好的参考。

观察/测量模型：

将测量与状态联系起来。

Accel 数据已用于预测。这里忽略它。

陀螺仪数据为 [gx, gy, gz] = [omega_x + gyro_bias_x, ....] + 错误

处理磁力计的一种方法是从中获取偏航角 - arctan(y/x)，然后使用 yaw_mag 作为测量值。

相机数据为 [vx_cam, vy_cam, vz_cam] = [Vx, Vy, Vx] + 错误

最后追加所有行并将其转换为 Y=C*X + 噪声形式。

Y 表示来自不同传感器的测量值，X 表示状态。

在这种情况下，Y 将为 [gx, gy, gz, yaw_mag, vx,cam, vy_cam, vz_cam]。

免责声明：我是 MathWorks 员工，链接来自 MathWorks 文档。