Human Motion Analysis with Wearable Inertial Sensors——阅读3

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Human Motion Analysis with Wearable Inertial Sensors——阅读3

四元数方向滤波器

      之前的研究开发了一种自适应增益互补滤波器,并结合高斯 - 牛顿优化算法来确定陀螺仪测量误差的方向。应用具有自适应测量向量和参考矢量的磁场选择方案,可以显着降低严重磁场畸变和高动态运动的影响,以提高过滤器的性能。陀螺仪偏置的精确估计然后补偿瞬时陀螺仪测量,而不管快速移动或磁性失真。

     鉴于基于四元数的旋转表示法的优越性:与欧拉角相比,组合和避免奇点的问题更简单;与旋转矩阵相比,它更具数值稳定性,更有效。四元素Rq的矢量形式如下:

技术分享

其中i,j和k是四元数的基元,q0是标量的组成部分,技术分享是矢量分量。假定技术分享,单位四元数表示如下:

技术分享

考虑式子(2.1),其对应的旋转参数如下:

技术分享

技术分享表示旋转的单位轴,技术分享是旋转的角度。

 

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