卡尔曼滤波器 - 四元数 - 角度传感器

Kalman filter - quaternions - angle sensor

卡尔曼滤波器和四元数对我来说是新事物。

我有一个传感器,其引脚上的输出电压随其在 x、y and/or z 轴上的倾角而变化,即角度传感器。

我的问题:

您可以将卡尔曼滤波器应用于加速度计数据,这是一种强大的技术,但有很多方法会出错。如果您的目标是了解过滤器,那就去做吧 - 讨论 here 可能会有帮助。

如果您只想平滑数据并继续处理下一个问题,那么您可能希望从移动平均滤波器或传统 lowpass/bandpass 滤波器开始。

应用卡尔曼滤波器后,您仍将拥有一系列数据 - 它不会将其简化为单个向量。如果这是你的目标,你不妨取每个坐标序列的平均值。

至于四元数,您可能想出一种对加速度计数据执行四元数运算的方法,但挑战在于使其有意义。出于学习概念的目的,您确实需要它具有一定的意义,以便您可以将结果可视化并进行解释。

我很想写一些函数来实现四元数运算 - 乘法很奇怪。这将很好地介绍它们的工作方式,然后当您找到需要它们的应用程序时,您可以使用您的函数,并且您已经知道其机制是如何工作的。

如果您想阅读最著名的四元数用法,请查看 Maxwell's equations in their original quaternion form,在 Heaviside 大大简化它们并将它们放入我们今天使用的矢量符号之前。

现在还有很多工作是使用张量完成的,如果您对更复杂的数学数据类型感兴趣,那将是一个值得研究的数据类型。