【软件类】个人对互补滤波公式的解释,欢迎大家一起讨论

2020-02-11 09:07发布

做飞思卡尔的平衡车有三年了,我今天想分享一下自己的一点互补滤波上的一点心得解释,欢迎拍砖。

公式:Angle = (0.98)*(Angle + Gyro * dt) + (0.02)*(Acc);

1、其中Angle+Gyro*dt是积分部分。(角度+角速度*取样周期)。
2、(0.98)*(Angle + Gyro * dt),是高通部分,作用于陀螺仪上。
3、(0.02)*(Acc)是低通部分,作用于加速度计。
4、其中0.98,0.02是可以根据自己的情况修改的。公式原样应该是Angle = (a)*(Angle + Gyro * dt) + (1-a)*(x_acc);
时间常数t=(a*dt)/(1-a) , 得到a=t/(t+dt)。dt为取样周期,t为时间常数自己设定,一般小于1。
比如取样周期为100HZ,也就是0.01s,那么dt=0.01。时间常数设为0.5(对于不同的系统都不一样,自己试验),那么a=0.5/(0.5+0.01)=0.9804。
那么Angle = (0.9804)*(Angle + Gyro * dt) + (0.0196)*(Acc);
5、对于第4点,如果觉得有问题,我觉得还可以这么理解:陀螺仪采集回来的总是有滞后的,但是加速度计总是超前的,两者是需要综合的,我们相信陀螺仪多一点,相信加速度计少一点,是采集回来的角度可以更好的适应我们的系统。

PS:对于平衡车这个系统,个人认为互补滤波已经足够,没必要用那么高深的卡尔曼。说的错的地方请大神指出,也希望自己没误导友友们。
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77条回答
yigang
1楼-- · 2020-02-11 10:02
 精彩回答 2  元偷偷看……
fengyunyu
2楼-- · 2020-02-11 15:43
“对于平衡车这个系统,个人认为互补滤波已经足够”,赞同!
oner
3楼-- · 2020-02-11 19:44
本帖最后由 oner 于 2014-9-11 11:22 编辑

互补滤波不能有效纠正陀螺仪零漂,而卡尔曼可以有效纠正陀螺仪零漂问题,虽然高深,但确有其其它滤波器不能媲美之处。
举两个“栗子”,在温度环境稳定的情况下,例如平衡车一般都是在同一个地域,地面温度环境不会剧变,传感器零漂不大,所以在应用互补滤波和卡尔曼差别不明显。而在飞行器领域,正所谓高处不胜寒,众所周知随着高度上升温度也会变化,传感器也会变得不稳定,所以这时候使用卡尔曼滤波才会体现出比互补滤波的优越之处。
关于互补滤波,可以看MIT.的一篇论文,论坛里有,里面讲得非常通俗易懂,不必纠结。
霸气侧漏
4楼-- · 2020-02-11 20:51
我觉得加卡尔曼比较好。互补滤波或许感觉可以,但是加其卡尔曼滤波后,性能会好多了
sunfulong
5楼-- · 2020-02-11 23:23
不知道你有没有试过清华的滤波方案:角速度积分+加速度补偿消除陀螺仪零漂,原理很容易理解,容易上手,但温漂较大的时候不太好用。
foxcase
6楼-- · 2020-02-11 23:46
 精彩回答 2  元偷偷看……

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