用matlab中的s函数实现基于拓展卡尔曼滤波的三个姿态角感知(传感器为一个三轴加速度计、一个三轴陀螺仪、一个三轴磁强计;采用四元数进行计算)给出代码

时间: 2023-06-20 15:04:08 浏览: 46
这里提供一个基于拓展卡尔曼滤波的姿态解算的 MATLAB 代码,使用的传感器为加速度计、陀螺仪和磁强计,姿态解算采用四元数: ```matlab function [roll, pitch, yaw] = EKF_quat(acc, gyro, mag, dt) Q = eye(4); % 过程噪声协方差矩阵 R = diag([0.5 0.5 0.5]); % 观测噪声协方差矩阵 % 初始化状态向量和协方差矩阵 x = [1 0 0 0]'; P = eye(4); % 计算加速度、陀螺仪和磁强计的测量值 acc_norm = norm(acc); if acc_norm == 0 acc_norm = 1e-6; end acc = acc / acc_norm; mag_norm = norm(mag); if mag_norm == 0 mag_norm = 1e-6; end mag = mag / mag_norm; % 计算测量矩阵 H = [2*x(2) -2*x(3) 2*x(4); -2*x(1) 2*x(4) 2*x(3); 2*x(1) 2*x(2) 2*x(3); -2*x(4) -2*x(1) 2*x(2)]; z = [acc; gyro; mag]; y = z - H*x; % 更新状态向量和协方差矩阵 F = [0 -gyro(1) -gyro(2) -gyro(3); gyro(1) 0 gyro(3) -gyro(2); gyro(2) -gyro(3) 0 gyro(1); gyro(3) gyro(2) -gyro(1) 0]; A = eye(4) + 0.5*F*dt; x = A*x; P = A*P*A' + Q*dt; K = P*H'/(H*P*H' + R); x = x + K*y; P = (eye(4) - K*H)*P; % 计算欧拉角 roll = atan2(2*x(2)*x(3) + 2*x(1)*x(4), x(1)^2 + x(2)^2 - x(3)^2 - x(4)^2); pitch = -asin(2*x(2)*x(4) - 2*x(1)*x(3)); yaw = atan2(2*x(3)*x(4) + 2*x(1)*x(2), x(1)^2 - x(2)^2 - x(3)^2 + x(4)^2); end ``` 其中,`acc`、`gyro` 和 `mag` 分别表示加速度计、陀螺仪和磁强计的测量值,`dt` 表示采样时间。函数的输出为欧拉角 `roll`、`pitch` 和 `yaw`。 需要注意的是,该代码仅作为参考,实际使用时需要根据实际情况进行调整和优化。

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