陀螺仪加速度计用卡尔曼滤波做姿态估计时，是对加速度计得出的角度做滤波还是对陀螺仪做角度滤波计算？一下是分别用加速度和陀螺仪计得出的角度，两个角度相差很大，不知道对什么_百度作业帮
陀螺仪加速度计用卡尔曼滤波做姿态估计时，是对加速度计得出的角度做滤波还是对陀螺仪做角度滤波计算？一下是分别用加速度和陀螺仪计得出的角度，两个角度相差很大，不知道对什么
陀螺仪加速度计用卡尔曼滤波做姿态估计时，是对加速度计得出的角度做滤波还是对陀螺仪做角度滤波计算？一下是分别用加速度和陀螺仪计得出的角度，两个角度相差很大，不知道对什么做卡尔曼滤波得出的真是角度比较准确？
把每次测量都互不相干的那种测量方法作为测量量，把需要通过累计计算各个测量结果的那个方法作为状态量。这样说好拗口，希望你看得懂。另外，要注意的是，测量量的系统性误差是无法被消除的。如果还有问题，可以发邮件给我：[推荐]滤波器分类与工作原理_塑料百科_中国百科网
您现在的位置： >
> 文章内容:
[推荐]滤波器分类与工作原理
    
滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。滤波器根据处理信号的情况不同分类也有很多，下面就给大家详细介绍一下。
　　1、按所处理的信号
　　按所处理的信号分为模拟滤波器和数字滤波器两种。
　　2、按所通过信号的频段
　　按所通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器四种。
　　低通滤波器：它允许信号中的低频或直流分量通过，抑制高频分量或干扰和噪声。
　　高通滤波器：它允许信号中的高频分量通过，抑制低频或直流分量。
　　带通滤波器：它允许一定频段的信号通过，抑制低于或高于该频段的信号、干扰和噪声。 带阻滤波器：它抑制一定频段内的信号，允许该频段以外的信号通过。
　　3、按所采用的元器件
　　按所采用的元器件分为无源和有源滤波器两种。
　　3。1、无源滤波器： 仅由无源元件（R、L 和C）组成的滤波器，它是利用电容和电感元件的电抗随频率的变化而变化的原理构成的。
　　这类滤波器的优点是：电路比较简单，不需要直流电源供电，可靠性高；缺点是：通带内的信号有能量损耗，负载效应比较明显，使用电感元件时容易引起电磁感应，当电感L较大时滤波器的体积和重量都比较大，在低频域不适用。
　　3。2、有源滤波器：由无源元件（一般用R和C）和有源器件（如集成运算放大器）组成。
　　这类滤波器的优点是：通带内的信号不仅没有能量损耗，而且还可以放大，负载效应不明显，多级相联时相互影响很小，利用级联的简单方法很容易构成高阶滤波器，并且滤波器的体积小、重量轻、不需要磁屏蔽（由于不使用电感元件）；
　　缺点是：通带范围受有源器件（如集成运算放大器）的带宽限制，需要直流电源供电，可靠性不如无源滤波器高，在高压、高频、大功率的场合不适用。
　　4、根据滤波器的安放位置
　　根据滤波器的安放位置不同，一般分为板上滤波器和面板滤波器。
　　滤波器是一种对信号有处理作用的器件或电路。滤波器根据使用情况不同，分为以下几类：
　　数字滤波器、低通滤波器、模拟滤波器和介质滤波器。根据分类不同，他们的工作原理也不同。下面就来介绍一下他们各自的工作原理。
　　滤波器工作原理：
　　1、数字滤波器
　　与模拟滤波器相对应，在离散系统中广泛应用数字滤波器。它的作用是利用离散时间系统的特性对输入信号波形或频率进行加工处理。或者说，把输入信号变成一定的输出信号，从而达到改变信号频谱的目的。数字滤波器一般可以用两种方法来实现：一种方法是用数字硬件装配成一台专门的，这种称为数字信号处理机；另一种方法就是直接利用通用计算机，将所需要的运算编成程序让通用计算机来完成，即利用计算机来实现。
　　2、低通滤波器（low-passfilter）
　　低通滤波器是容许低于截至频率的信号通过， 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。 对于不同滤波器而言，每个频率的信号的减弱程度不同。当使用在音频应用时，它有时被称为高频剪切滤波器， 或高音消除滤波器。 低通滤波器概念有许多不同的形式，其中包括电子线路（如音频设备中使用的hiss 滤波器、平滑数据的数字算法、音障（acoustic barriers）、图像模糊处理等等，这两个工具都通过剔除短期波动、保留长期发展趋势提供了信号的平滑形式。 低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数（moving average）所起的作用； 低通滤波器有很多种，其中，最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。
　　3、模拟滤波器
　　模拟滤波器在测试系统或专用仪器仪表中是一种常用的变换装置。例如：带通滤波器用作频谱分析仪中的选频装置；低通滤波器用作数字信号分析系统中的抗频混滤波；高通滤波器被用于声发射检测仪中剔除低频干扰噪声；带阻滤波器用作电涡流测振仪中的陷波器，等等。
　　4、介质滤波器
　　介质滤波器利用介质陶瓷材料的低损耗、高介电常数、频率温度系数和热膨胀系数小、可承受高功率等特点设计制作的，由数个长型谐振器纵向多级串联或并联的梯形线路构成。其特点是插入损耗小、耐功率性好、带宽窄，特别适合CT1，CT2，900MHz，1。8GHz，2。4GHz，5。8GHz，便携电话、汽车电话、无线耳机、无线麦克风、无线电台、无绳电话以及一体化收发双工器等的级向耦合滤波。
　　来源：精密仪器网
Mail: Copyright by ；All rights reserved.& & 两轮平衡车具有广阔的应用前景，使其成为了当前研究的热点。其中，两轮平衡车的姿态角度测量是研究的关键问题之一。姿态角度测量是两轮平衡车运行和控制实现的前提。姿态角度测量的精度和速度，将直接影响两轮平衡车控制算法的稳定性和可靠性。随着惯性测量元件的微型化与运算能力的提高，两轮平衡车姿态测量普遍采用低成本的惯性测量组合元件(Inertal Measurement Uint，IMU)，结合微处理器数据处理算法实现高精度的姿态测量。IMU主要由低成本的MEMS陀螺仪和三轴加速度计组成。MEMS陀螺仪有自主性好、功耗低、机电性能好易集成等优点。但是，MEMS陀螺仪具有温度漂移特性，其测量误差会随着时间的累加而不断的累积，从而影响测量精度。加速度计会受到平衡车振动的影响，混叠额外的振动量干扰。所以单一的测量难以得到精确的姿态角度。需采用多传感器信号融合的方法，来获得准确的姿态角度量。
& & 多传感器数据的融合方法有神经网络、小波分析、卡尔曼滤波等姿态解算算法，但这些方法建立稳定可靠的更新方程通常具有较高的阶数，且计算量大，不适合于低运算能力系统的实时计算。相比以上方法，互补滤波算法对处理器运算速度要求不高，且简单可靠。本文基于互补滤波算法，设计了两轮平衡车姿态角度测量与数据处理算法，设计了信号滤波预处理，利用互补滤波算法融合两种传感器数据，分析了互补滤波算法中关键参数的计算方法。并将此方法应用于两轮平衡车角度测量，进行了验证性试验，给出了实验测试数据。
& & 1 姿态角度测量原理
& & 沿平衡车3个机体轴即直立时正前、正右、正上方向定义为x、y、z三轴参考坐标系。所受的3轴重力加速度分量定义为gx、gy、gz。假设两轮平衡车处于静止或匀速运行的状态。得到重力加速度与平衡车姿态角度的关系如式1所示：
其中，为惯性坐标系到载体坐标系的变换矩阵：&为俯仰角;&为横滚角;g为重力加速度;可以通过测量重力加速度分量gx、gy、gz，计算出平衡车俯仰角&1和横滚角&1。估计值
& & 若使用陀螺仪来测量平衡车姿态角度，设陀螺仪测量载体相对惯性坐标系的x、y、z三轴旋转角速度分别为&x、&y、&z。并定义O时刻平衡车直立静止。可得到俯仰角&2和横滚角&2估计值与&x、&y之间的关系如式3所示：
& & 在实际应用中，由于平衡车机体运行时存在运动加速度、测量噪声，以及陀螺仪本身存在漂移等因素的影响，式(2)、(3)姿态角度测量方法失效，为了准确的获得姿态角度。可将以上的2种姿态角度测量得到的姿态角度信息相融合。
& & 2 惯性组合测量电路
& & 该系统中惯性组合测量电路如图1所示，由加速度计MMA7361、陀螺仪ENC-03及放大电路组成。实现对加速度计和陀螺仪测得信号进行放大。加速度计和陀螺仪信号经放大，分别由angle引脚和gyro引脚输出后，信号通过AD采样转换为数字信号，传递到微控制器中，再利用互补滤波算法，得到姿态角度。
& & 3 陀螺仪漂移和加速度传感器数据的预处理
& & MEMS陀螺仪的漂移误差由常值漂移、随机漂移组成，漂移信号不符合平稳、正态、零均值的时间序列特征。图2为陀螺仪采集到的一段数据，对其积分后得到的俯仰角&2，表现为误差不断累加，逐渐增大。通过式(4)所示算法进行均值扣除。
& & 其中，&gy(n)为第n次的陀螺仪角速度值;&(n)为第n次去除均值后的角速度值;N为缓冲数据个数。
& & 去掉陀螺仪信号的均值(即常值分量)后，这样陀螺仪的漂移只含有随机漂移，此时的陀螺仪信号将作为互补滤波融合的输入。
& & 加速度计受机体振动的影响，对其采用滑动均值滤波的方法对加速度传感器原始数据进行处理，滤波原理如式(5)所示：
& & 其中，&o(n)为加速度计第n次测得的角度值;&1(n)为第n次滑动滤波后的角度值：N为滑动窗阶数。图3给出了滑动滤波前后的加速度计测得的角度值，从图3中可以看出，滑动滤波算法对高频扰动具有滤除效果。
本网站试开通微、小企业商家广告业务；维修点推荐项目。收费实惠有效果！欢迎在QQ或邮箱联系！
试试再找找您想看的资料
资料搜索：
查看相关资料 & & &
　　　同意评论声明
　　　发表
尊重网上道德，遵守中华人民共和国的各项有关法律法规
承担一切因您的行为而直接或间接导致的民事或刑事法律责任
本站管理人员有权保留或删除其管辖留言中的任意内容
本站有权在网站内转载或引用您的评论
参与本评论即表明您已经阅读并接受上述条款
copyright & &广电电器(中国梧州) -all right reserved& 若您有什么意见或建议请mail: & &
地址： 电话：(86)774-2826670&在成都，现在做晶体滤波器研发有前途吗，或者滤波器哪个方面？因为滤波器感觉都是很成熟的知识了，不过好_百度知道
在成都，现在做晶体滤波器研发有前途吗，或者滤波器哪个方面？因为滤波器感觉都是很成熟的知识了，不过好
或者滤波器哪个方面，做到中级年薪可以达到多少呢？因为滤波器感觉都是很成熟的知识了？求做滤波器方面专家老师为小弟解解惑？，现在做晶体滤波器研发有前途吗！新手估计要多久才能做到月薪6K+，不过好难啊在成都
提问者采纳
尤其是工业滤波器方面，而自动化设备对谐波的要求是非常高的，所以，自动化程度的不断提升，并且是越来越高的，这些都是谐波源，就会引入大量的非线性元件，就会越来越大，对滤波器的需求。个人见解，我觉得滤波器行业的前途是非常大的。首先，只能回答您的部分问题，前途非常大，仅供参考吧，尤其是这两年才刚开始兴起的有源电力滤波器，现在很多公司都在这方面有投入我是滤波器行业的从业人员
嗯，前辈你好！只做晶体滤波器可以吗？主要是现在感觉滤波器知识好难，应该怎么去学习这方面知识呢，高数知识好难啊！！！应该学哪些知识或者看什么书呢？还有怎么来安排学习计划呢？？灰常谢谢啦
晶体滤波器真的不了解，我是搞lc滤波器的
哦哦，你做这个多久啦，能说说你大概的薪水范围吗
还请问你你是怎么攻克高数那么多复杂的计算的呢
我是做销售的，薪水还算是不错，比当地的平均工资高点儿，嘿嘿……
哦哦，好吧，销售大哥！谢谢啦
提问者评价
太给力了，你的回答完美地解决了我的问题，非常感谢！
其他类似问题
为您推荐：
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁维库欢迎您!
微信扫一扫关注我们
当前位置：&>>&&>>&&>>&两轮平衡车的姿态角度测量：基于互补滤波器
&&& 两轮平衡车具有广阔的应用前景， 使其成为了当前研究的热点。其中，两轮平衡车的姿态角度测量是研究的关键问题之一。姿态角度测量是两轮平衡车运行和控制实现的前提。姿态角度测量的精度和速度，将直接影响两轮平衡车控制算法的稳定性和可靠性。随着惯性测量元件的微型化与微处理器运算能力的提高，两轮平衡车姿态测量普遍采用低成本的惯性测量组合元件（Inertial Measurement Uint，IMU），结合微处理器数据处理算法实现高精度的姿态测量。IMU 主要由低成本的MEMS 陀螺仪和三轴加速度计组成。MEMS 陀螺仪有自主性好、功耗低、机电性能好易集成等优点。但是，MEMS 陀螺仪具有温度漂移特性，其测量误差会随着时间的累加而不断的累积，从而影响测量精度。加速度计会受到平衡车振动的影响，混叠额外的振动量干扰。所以单一的测量难以得到精确的姿态角度。需采用多传感器信号融合的方法，来获得准确的姿态角度量。
&&& 多传感器数据的融合方法有神经网络、小波分析、卡尔曼滤波等姿态解算算法，但这些方法建立稳定可靠的更新方程通常具有较高的阶数，且计算量大，不适合于低运算能力系统的实时计算。相比以上方法，互补滤波算法对处理器运算速度要求不高，且简单可靠。本文基于互补滤波算法，设计了两轮平衡车姿态角度测量电路与数据处理算法，设计了信号滤波预处理，利用互补滤波算法融合两种传感器数据，分析了互补滤波算法中关键参数的计算方法。并将此方法应用于两轮平衡车角度测量，进行了验证性试验，给出了实验测试数据。
&&& 1 姿态角度测量原理
&&& 沿平衡车3 个机体轴即直立时正前、正右、正上方向定义为x、y、z 三轴参考坐标系。所受的3 轴重力加速度分量定义为gx、gy、gz。假设两轮平衡车处于静止或匀速运 行的状态。得到重力加速度与平衡车姿态角度的关系如式1所示：
&&& 其中，Cbn为惯性坐标系到载体坐标系的变换矩阵；θ 为俯仰角；φ为横滚角；g 为重力加速度； 可以通过测量重力加速度分量gx、gy、gz，计算出平衡车俯仰角θ1和横滚角φ1估计值
&&& 若使用陀螺仪来测量平衡车姿态角度，设陀螺仪测量载体相对惯性坐标系的x、y、z 三轴旋转角速度分别为ωx、ωy、 ωz。并定义0 时刻平衡车直立静止。可得到俯仰角θ2和横滚角φ2估计值与ωx、ωy之间的关系如式3 所示:
&&& 在实际应用中，由于平衡车机体运行时存在运动加速度、测量噪声， 以及陀螺仪本身存在漂移等因素的影响， 式（2）、（3）姿态角度测量方法失效，为了准确的获得姿态角度。可将以上的2 种姿态角度测量得到的姿态角度信息相融合。
&&& 2 惯性组合测量电路
&&& 该系统中惯性组合测量电路如图1 所示， 由加速度计、陀螺仪ENC-03 及放大电路组成。实现对加速度计和陀螺仪测得信号进行放大。加速度计和陀螺仪信号经放大，分别由angle 引脚和gyro 引脚输出后，信号通过AD 采样转换为数字信号，传递到中，再利用互补滤波算法，得到姿态角度。
&&& 3 陀螺仪漂移和加数据的预处理
&&& MEMS 陀螺仪的漂移误差由常值漂移、随机漂移组成，漂移信号不符合平稳、正态、零均值的时间序列特征。图2 为陀螺仪采集到的一段数据， 对其积分后得到的俯仰角θ2，表现为误差不断累加，逐渐增大。通过式（4）所示算法进行均值扣除。
&&& 其中，ωgy（n）为第n 次的陀螺仪角速度值；ω（n）为第n 次去除均值后的角速度值；N 为缓冲数据个数。
&&& 去掉陀螺仪信号的均值（即常值分量）后，这样陀螺仪的漂移只含有随机漂移，此时的陀螺仪信号将作为互补滤波融合的输入。
&&& 加速度计受机体振动的影响，对其采用滑动均值滤波的方法对原始数据进行处理，滤波原理如式（5）所示：
&&& 其中，θacc（n）为加速度计第n 次测得的角度值；θ1（n）为第n 次滑动滤波后的角度值；N 为滑动窗阶数。图3 给出了滑动滤波前后的加速度计测得的角度值，从图3 中可以看出，滑动滤波算法对高频扰动具有滤除效果。
&&& 4 基于互补的姿态角度测量设计
&&& 陀螺仪动态响应特性优良，解算姿态角时，由于陀螺仪低频漂移的影响，积分后低频扰动会产生较大误差；加速度计解算的姿态角会受到平衡车运行中机体高频振动的影响， 输出角度中携带较大分量的高频干扰。二者在频域上具有互补特性，采用互补滤波器对这两种传感器数据融合，可提高姿态角度测量的精度和动态响应的性能。
&&& 互补滤波器的基本原理图如图4 所示。
&&& 其中θ 为实际的角度值，ω 为陀螺仪测量的角速度， 互补滤波算法后估计的角度值为互补滤波算法后估计的角度值， 加速度计测量中引入的高频噪声n1，陀螺仪测量中引入的低频噪声n2，用低通滤波器G1（s）消除加速度计中的高频噪声n1，用高通滤波器G2（s）消除陀螺仪中的低频噪声n2。两个滤波器的传递函数， 被设计为（6）、（7）所示，图4 结构可化简为图5 结构。
&&& 选用的滤波传递函数需满足G1（s）+G2（s）=1，由加速度计得到θ1经低通滤波器和陀螺仪得到θ2经高通滤波器后的数据融合为角度估计值互补滤波算法后估计的角度值，适当的选取权重因子K 值，可以使系统中高、低通滤波器具有合适的截止率。得到稳定的姿态角度。
&&& 式（6）、（7）对应到数字系统中的G1（s）为 互补滤波算法后估计的角度值，G2（s）为 互补滤波算法后估计的角度值。其中，dt 为采样时间间隔；τ 为时间常数，1/τ 即为滤波器的截止频率。
&&& 由图4 可以得到：
&&& 由（8）式可看出，在小于截止频率的低频段，加速度计对姿态解算结果起主要作用；在大于截止频率的高频段，陀螺仪对姿态解算结果起主要作用。通过调整时间常数，改变滤波器的截止频率τ，实现对陀螺仪和加速度计权重的调整。
&&& 5 实验验证
&&& 为了验证上述设计方案的可行性， 利用直立两轮小车为实验验证平台。本实验使用惯性测量组合元件（IMU）中的分别选用了ENC-03（测量范围：±300（deg/s））陀螺仪，采样频率为1.25 kHz 和MMA7361 加速度计（测量范围：±1.5 g）。角度更新频率为1.25 kHz。互补滤波器截止频率为138 Hz。以俯仰角（θ）为例，进行了测试。
&&& 5.1 角速度和角度用互补滤波算法融合的分析
&&& 把陀螺仪测得的角速度数据和加速度计测得的角度数据通过（10）式进行融合后的波形如图6 所示，从图6 中可以看出， 经互补滤波算法融合后得到角度消除了陀螺仪的漂移和加速度计的高频扰动，可得以下结论：
&&& 1）单从陀螺仪获取的角速度积分后得到的角度是不正确的， 要把加速度计测得的角度值和陀螺仪测得角速度积分后的角度进行互补滤波算法融合，提高角度精度。
&&& 2）经互补滤波后陀螺仪的随机漂移得到较为明显的抑制，表现出了此互补滤波算法的有效性和优越性。
&&& 5.2 经互补滤波处理后的角度与没有经处理后的角度比较分析
&&& 经互补滤波处理后的角度与直接由加速度计测得的角度时域比较，对其互补滤波处理前后的信号进行FFT 变换其频谱图如图7 所示， 通过互补滤波算法可以降低随机噪声的干扰，可以使测得角度的波形更加的平滑。
&&& 6 结论
&&& 文中分析了两轮平衡车姿态角度解算时陀螺仪漂移和加速度计高频扰动的影响，针对陀螺仪漂移和加速度计高频扰动采用互补滤波融合加速度计和陀螺仪信号。互补滤波能有效消除陀螺仪的漂移，抑制加速度计的高频扰动，减少输出姿态角的动态误差，提高了角度测量精度，能够满足两轮平衡车的姿态控制需要。实验结果表明了该方法的有效性，可推广应用于车载导航、两轮平衡车、微小型机器人的姿态角度测量系统。
技术资料出处:电子技术设计
该文章仅供学习参考使用，版权归作者所有。
因本网站内容较多，未能及时联系上的作者，请按本网站显示的方式与我们联系。
【】【】【】【】
上一篇：下一篇：
本文已有(0)篇评论
发表技术资料评论，请使用文明用语
字符数不能超过255
暂且没有评论!
12345678910
12345678910
　　对于buck电路的成本，很多人认为与三级电路相比其优势并不明显。但实际上，从性能、尺寸、可靠性上来说，buck电路都要优于三级电路。纠结于成本问题的设计者有可能是因为实践机会较少，对成本的了解不够深刻，所以出现了高估的现象。[][][][][][][][][][]