用simulink中S函数实现基于四元数的拓展卡尔曼滤波的无人机状态感知（输入为三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁强计，输出为三个姿态角）

实现基于四元数的拓展卡尔曼滤波的无人机状态感知，可以使用Simulink中的S函数进行实现。下面是一个简单的实现步骤：

1. 新建Simulink模型，并依次添加三个输入信号（三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁强计），以及一个S函数模块和一个输出信号（三个姿态角）。

2. 在S函数模块中，可以使用C语言编写基于四元数的拓展卡尔曼滤波算法，并将算法的输出结果传递给输出信号。具体实现步骤如下：

1）在S函数模块的头文件中，使用以下两个宏定义指定S函数的输入和输出端口的数量和大小：

#define INPUT_PORT_NUM 3  // 输入端口数量
#define OUTPUT_PORT_NUM 3 // 输出端口数量
#define QUATERNION_SIZE 4 // 四元数的大小为4

2）在S函数模块的初始化函数中，定义拓展卡尔曼滤波算法需要的变量，例如状态量、状态协方差矩阵、过程噪声协方差矩阵、测量噪声协方差矩阵等。同时，还需要初始化四元数的值为[1 0 0 0]。

3）在S函数模块的计算函数中，读取输入信号的值，并将其转换为物理量。然后，根据陀螺仪的测量值和上一时刻的四元数值，通过四元数微分方程计算出当前时刻的四元数值。接着，使用当前时刻的四元数值计算出当前时刻的旋转矩阵，并将旋转矩阵与加速度计和磁强计的测量值进行融合，得到当前时刻的姿态角。

4）在S函数模块的输出函数中，将计算得到的姿态角写入输出信号。

3. 连接输入信号和S函数模块，以及S函数模块和输出信号。

4. 运行Simulink模型，即可得到无人机的姿态角。

需要注意的是，实现基于四元数的拓展卡尔曼滤波算法需要一定的数学基础和算法知识，需要仔细研究算法的原理和实现方法。同时，还需要对Simulink的使用有一定的了解，能够编写和调试S函数模块。