基于QUKF的随钻测斜仪姿态估计算法研究  

作　　者：王波 吕勇杰 李相龙 

机构地区：[1]黄河交通学院机电工程学院,河南焦作454950

出　　处：《信息记录材料》2023年第6期241-244,共4页Information Recording Materials

基　　金：2021年度黄河交通学院一流专业建设项目(HHJTXY-2021ylzy01);2022年度黄河交通学院校级一般项目(Hhjt-2022070);河南省智能制造技术与装备工程技术研究中心科研项目(3118210370)。

摘　　要：针对煤矿井下随钻测斜仪测量钻孔姿态角时,传感器容易受到外界干扰,引起解算姿态角误差的问题,本文采用一种基于四元数无迹卡尔曼滤波(quaternion unscented Kalman filter,QUKF)的姿态估计算法减小误差。首先通过四元数微分方程结合陀螺仪输出以及噪声误差,构建无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)状态方程;然后利用加速度计和磁强计的输出结合噪声误差作为观测值,构建量测方程;最后将迭代得到的四元数通过姿态旋转矩阵解算姿态角。通过MATLAB仿真以及双轴转台实验验证该估计算法,实验中经过该算法解算的俯仰角和方位角最大绝对误差均小于0.7°。实验表明,该算法可以有效减小随钻测斜仪测量姿态角时受到外界干扰的影响,提高测量精度。

关 键 词：随钻测斜仪 四元数 无迹卡尔曼滤波 姿态角 

分 类 号：TP39[自动化与计算机技术—计算机应用技术]