给出基于拓展卡尔曼的无人机姿态解算的s函数(s-function函数用matlab代码给出)(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)
时间: 2024-03-07 12:52:36 浏览: 117
基于matlab实现的扩展卡尔曼滤波(EKF)的四旋翼无人机姿态估计/毕业设计+源代码+文档说明
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好的,基于拓展卡尔曼的无人机姿态解算的s-function函数可以如下给出(已经包含了注释说明):
```
function [sys, x0] = EKF_Attitude_Sfunc(t, x, u, flag, dt)
% 输入:
% t: 当前模拟时间
% x: 当前状态向量,6x1向量
% u: 当前输入向量,9x1向量,分别为陀螺仪测量值、加速度计测量值和磁力计测量值
% flag: 模拟标志
% dt: 采样时间间隔,单位为s
% 输出:
% sys: 系统状态,6x1向量
% x0: 初始状态向量,6x1向量
switch flag
case 0 % 初始化
x0 = zeros(6, 1);
sys = x0;
case 2 % 系统状态更新
% 获取输入向量
gyro = u(1:3);
accel = u(4:6);
mag = u(7:9);
% 定义旋转矩阵
R_roll = [1 0 0; 0 cos(x(1)) -sin(x(1)); 0 sin(x(1)) cos(x(1))];
R_pitch = [cos(x(2)) 0 sin(x(2)); 0 1 0; -sin(x(2)) 0 cos(x(2))];
R_yaw = [cos(x(3)) -sin(x(3)) 0; sin(x(3)) cos(x(3)) 0; 0 0 1];
R_gb = R_yaw * R_pitch * R_roll;
% 计算测量向量
z = [accel; mag];
% 定义状态转移矩阵
F = [eye(3) -R_gb * dt; zeros(3) eye(3)];
% 定义观测矩阵
H = [zeros(3) eye(3)];
% 定义过程噪声标准差
Q = diag([0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01]);
% 定义测量噪声标准差
R = diag([0.1 0.1 0.1]);
% 计算残差
y = z - H * x;
% 计算卡尔曼增益
K = x(4:end) * H' * (H * x(4:end) * H' + R)^-1;
% 更新状态向量
sys = x + K * y;
% 更新协方差矩阵
P = F * [x(4:end); x(1:3)] * F' + Q;
sys = [sys(1:3); P(4:end)];
case 3 % 系统输出
% 输出姿态角
sys = x(1:3);
case {1, 4, 9} % 不进行任何操作
sys = [];
otherwise
error(['Unhandled flag = ', num2str(flag)]);
end
end
```
需要注意的是,此函数中的角度均为弧度制。
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